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- 嗡嗡聲洞察：使用機(jī)器人花朵和蜂巢傳感器跟蹤蜜蜂
- 來源：作者：Anthony King，《地平線：歐盟研究與創(chuàng)新》雜志 發(fā)表于 2023/11/1
圖片來源：Pexels 的 Klub Boks
歐盟研究人員正在求助于世界頂級傳粉媒介，試圖扭轉(zhuǎn)生物多樣性的喪失并幫助水果種植者。
想想野生動物追蹤，腦海中浮現(xiàn)的可能是紀(jì)錄片，這些紀(jì)錄片記錄了大象在大草原上的雄偉運(yùn)動，深藍(lán)色海龜?shù)膬?yōu)雅遷徙，以及大型貓科動物在茂密叢林中徘徊。
然而，在大自然的宏偉掛毯中，可以找到一種對生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要但不太在聚光燈下的生物，它正在輕輕地勞作：不起眼的蜜蜂。研究人員正在密切關(guān)注這些嗡嗡作響的奇觀，以獨(dú)特的方式了解它們的行為并確保它們的生存。
嗡嗡聲大
蜜蜂為80%的開花植物授粉，包括130多種水果和蔬菜。自然界的無名英雄、蜜蜂和其他傳粉媒介每年為全球糧食生產(chǎn)帶來高達(dá)550億歐元的收入。
“我們需要更好地了解蜜蜂如何移動和為植物授粉，”圖盧茲大學(xué)的行為生態(tài)學(xué)家Mathieu Lihoreau博士說。
切到圖盧茲郊外的一個農(nóng)場，這個法國南部城市更廣為人知的是更大的有翼物體的位置：空中客車飛機(jī)。
但這不是普通的農(nóng)場。這是一個實(shí)驗(yàn)場所，例如，沒有真的花朵。大黃蜂和蜜蜂將被釋放到占地25公頃的田野中，并在飛向機(jī)器人花朵時進(jìn)行跟蹤，品嘗含糖的獎勵。
該實(shí)驗(yàn)是獲得歐盟資助的研究項(xiàng)目的一部分，旨在提高對蜜蜂如何覓食和相互作用的理解。Lihoreau領(lǐng)導(dǎo)了這個名為BEE-MOVE的項(xiàng)目，為期五年，直到2026年<>月底。
他將用雷達(dá)同時追蹤數(shù)十只蜜蜂，因?yàn)樗鼈冊谔镆袄飻[放的數(shù)百朵機(jī)器人花周圍導(dǎo)航。了解蜜蜂為什么在某個方向嗡嗡作響可以幫助改善作物授粉，保護(hù)野生蜜蜂種群并拯救一些稀有植物物種。
迷人的生物
雖然Lihoreau一直對動物行為著迷，但作為一名學(xué)生，他想象自己在太平洋觀察鯨魚或在非洲叢林中觀察靈長類動物。但后來，作為一名年輕的科學(xué)家，在加入了一個研究螞蟻的實(shí)驗(yàn)室后，他被更小的生物所吸引。
他現(xiàn)在的注意力集中在蜜蜂在尋找花蜜和花粉時如何導(dǎo)航和做出決定，利用太陽、景觀特征甚至其他蜜蜂來定位自己。因?yàn)樗鼈優(yōu)樽约菏占澄锊榉淙菏斋@花蜜和花粉，所以蜜蜂會記住景觀。
研究表明，蜜蜂甚至可以有情緒和懷疑，檢測電場并計(jì)數(shù)。
“我被他們迷住了，”Lihoreau說。
總共有大約 20,000 種蜜蜂，野生蜜蜂對健康的生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。它們是通過將花粉從一朵花帶到另一朵花來繁殖植物的重要助手。
此前，研究人員使用大型且昂貴的諧波雷達(dá)來跟蹤放置在單個蜜蜂背部的天線。這使得科學(xué)家們能夠跟隨蜜蜂在草地上穿梭，在回家之前尋找花朵。
但是，僅僅關(guān)注一只蜜蜂，只能對正在發(fā)生的事情有一點(diǎn)了解。蜜蜂生活在成千上萬只工蜂的蜂巢中，大黃蜂生活在數(shù)十或數(shù)百只蜂巢中。
蜜蜂如何作為一個團(tuán)隊(duì)行動，或者如何在其他傳粉媒介的陪伴下做出有效的覓食決策，這些都是懸而未決的問題。
雷達(dá)跟蹤
BEE-MOVE雷達(dá)將在沒有任何蜜蜂有天線的情況下進(jìn)行跟蹤。它使用與汽車倒車傳感器相同的技術(shù)，通過反彈來發(fā)送能量波來檢測物體。
Lihoreau說，據(jù)他所知，這是這種雷達(dá)用于生態(tài)學(xué)。
“我想證明蜜蜂不會在環(huán)境中隨意移動，并了解指導(dǎo)它們復(fù)雜覓食的規(guī)則，”他說。
雷達(dá)將分別跟蹤蜜蜂和大黃蜂，因?yàn)樗鼈冿w向機(jī)器人花，然后一起飛行。計(jì)劃中的機(jī)器人工廠是小型金屬容器，當(dāng)它們降落在平臺上時，可以識別單個標(biāo)記的蜜蜂，并允許它們進(jìn)去喝糖水。
Lihoreau希望研究在糖水中添加殺蟲劑等污染物對蜜蜂行為的影響。
農(nóng)藥威脅
用于防治蚜蟲等害蟲的殺蟲劑，包括殺蟲劑，通常是神經(jīng)毒素。
“蜜蜂處于危險之中，因?yàn)樗鼈円晕覀冇脷⑾x劑處理的植物為食，然后以神經(jīng)毒素為食，”Lihoreau說。
歐洲食品安全局在2018年表示，新煙堿類殺蟲劑對野生蜜蜂和蜜蜂構(gòu)成威脅。新煙堿類化合物被懷疑擾亂了蜜蜂的導(dǎo)航系統(tǒng)。
蜜蜂在草地、花園或城市景觀中穿行時學(xué)到的一切都被保留了下來。這可能使它們特別容易受到神經(jīng)毒素的侵害。
“因?yàn)樗麄冇羞@個小小的大腦，可能每個神經(jīng)元都很重要，”Lihoreau說。
在農(nóng)業(yè)中，健康的蜜蜂對于草莓和杏仁等作物的良好產(chǎn)量至關(guān)重要。
“果園雇用養(yǎng)蜂人來引進(jìn)蜂箱，但他們需要大量健康的蜜蜂，”西班牙巴塞羅那市科技公司Irideon的傳感器專家Joao Encarnacao博士說。
蜂巢傳感器
如果蜂巢不健康，它就無法為足夠的花朵授粉，水果作物就會減少。但是，只有當(dāng)為時已晚時，農(nóng)民才會意識到傳粉媒介的短缺。
恩卡納考領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)由歐盟資助的項(xiàng)目iPollinate，該項(xiàng)目將傳感器定位在蜂巢上，以報(bào)告蜜蜂的實(shí)時覓食情況。跟蹤技術(shù)依賴于人工智能和放置在蜂巢上的多個硬幣大小的傳感器。
果園所有者可以使用這些信息來突出健康的蜂群或了解蜂箱的位置。
“你得到的指標(biāo)可以顯示蜂箱的授粉生產(chǎn)力，”Encarnacao說。“到目前為止，沒有人有足夠的信息來知道如何優(yōu)化蜂箱的位置或方向，但這可能是授粉好和壞的區(qū)別。
該項(xiàng)目將于三年后于 2023 年 2024 月結(jié)束，屆時的目標(biāo)是構(gòu)建傳感器系統(tǒng)的原型。該計(jì)劃將在 <> 年向該項(xiàng)目的商業(yè)合作伙伴提供該服務(wù)。
該傳感器已在法國和以色列的洋蔥種子、法國、西班牙和葡萄牙等國家的漿果以及美國加利福尼亞州的杏仁和向日葵中進(jìn)行了測試。
加州杏仁是 iPollinate 的一個關(guān)鍵目標(biāo)，因?yàn)樵诔^ 2,5 公頃的杏仁林中，通常有大約 500 萬個蜂箱——對于任何能夠改善授粉并進(jìn)而改善收獲的人來說，這都是一個巨大的商業(yè)機(jī)會。
iPollinate和BEE-MOVE都強(qiáng)調(diào)了蜜蜂與整個生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)鍵聯(lián)系，加強(qiáng)了應(yīng)對人類影響（包括污染）導(dǎo)致的生物多樣性喪失的必要性。
“蜜蜂處于生態(tài)危機(jī)的前線，”BEE-MOVE的Lihoreau說。
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