譯者 | 張哲剛
審校 | 重樓
作為一個幾乎每天都要吃蜂蜜吐司的人，在過去的幾年里，我一直非常關注全球蜜蜂種群持續減少這個話題。
蜜蜂不僅僅是蜂蜜生產者，它們還是大自然中偉大的傳粉者。盡管，就傳粉者而言，它們并不是唯一，但是，據我所知，它們是唯一能夠生產蜂蜜的傳粉者。
當前，林林總總的學術機構和商業公司都在開發一種微型飛行機器人或無人機，這些機器人或無人機可能能夠完成自然傳粉者的工作。考慮到這一點，我覺得我應該深入探討一下這個話題。
像昆蟲一樣的小機器人能拯救我們嗎？
當前，我們正在見證一個事實：生物學、機器人技術與類昆蟲或蜜蜂的機器人發展，形成了一個有趣的交集。這像一個個微小的奇跡，他們的產生和存在，旨在解決全世界正面臨著的日益緊迫的環境和農業問題，包括全球蜜蜂數量的持續下降。
下面，讓我們探究一下一些領域，包括世界上最先進的機器人昆蟲項目，以及傳粉者在自然界中的關鍵作用，還有蜂蜜生產的現狀，以及這些問題的技術解決方案是否有希望在未來實現。
蜜蜂數量的減少
蜜蜂是重要的傳粉媒介，對全球農業和生態系統有著巨大影響，做出了重大貢獻。然而，由于蜂群棲息地流失、農藥殺蟲劑的使用、氣候的變化以及蜂群衰竭失調（CCD）等疾病諸多因素的影響，蜜蜂的數量正以驚人的速度下降。CCD——或類似的概念——看起來在各個時代都有報道。事實上，可能幾個世紀以來這個情況一直都在發生，但是現在它與許多其他令人頭疼的環境問題同時出現一起存在，比如全球變暖等等。
數據統計
- 美國：根據 Bee Informed Partnership 的數據，2020 年至 2021 年間，美國的養蜂人報告說，他們的蜂群損失了大約 45%。
- 歐洲：在歐盟，蜜蜂群的損失從 10% 到 30% 不等，南歐等某些地區的降幅甚至更大。
- 亞洲：雖然文獻記錄比較少，但一些報告也表明，隨著城市化進程的加快以及農藥殺蟲劑的使用，傳粉媒介種群面臨的威脅日益增加。
這種情形嚴重影響著糧食安全，因為全球超過 75% 的糧食作物依賴于授粉。
傳粉媒介在自然界中的作用
傳粉媒介，包括蜜蜂、蝴蝶、甲蟲和某些鳥類，它們在花粉從一朵花傳遞到另一朵花，實現受精和果實生產這一過程中，起著至關重要的作用。
主要傳粉媒介
- 蜜蜂：最有效的傳粉者，尤其是蜜蜂和熊蜂。
- 蝴蝶和飛蛾：對于特定的植物物種非常重要，尤其是那些在夜間開花的植物。
- 甲蟲：是最為“雜亂無章”的傳粉者，它們通過攝取花朵作為食物來幫助授粉。
據統計，傳粉媒介每年為全球糧食生產貢獻 2350 億至 5770 億美元，凸顯了其經濟重要性。
蜜蜂和蜂蜜：全球生產趨勢
除了授粉之外，蜜蜂還生產蜂蜜。蜂蜜是一種寶貴的自然資源。蜜蜂數量的減少，引發了人們對于蜂蜜生產的擔憂。
全球蜂蜜生產趨勢
盡管面臨一系列問題，但由于主要蜂蜜生產國的養蜂大環境持續得到改善，全球蜂蜜生產保持相對穩定。然而，局部地區的下降還是明顯的。
主要蜂蜜生產國（2022 年數據）
- 中國：461,900 噸
- 土耳其：118,297噸
- 伊朗：79,534噸
- 印度：74,534噸
- 阿根廷：70,437噸
- 俄羅斯：67,014噸
- 墨西哥：64,320噸
- 烏克蘭：63,079噸
- 巴西：60,966噸
- 美國：56,849噸
資料來源：聯合國糧食及農業組織
機器昆蟲：領先項目概述
1. RoboBee（哈佛大學）
由Wyss研究所開發的RoboBee是一種能夠自主飛行的微型飛行機器人。它能夠模仿蜜蜂的翅膀運動，專為精確授粉和環境監測而設計。
2. 麻省理工學院的敏捷機器昆蟲
麻省理工學院快速靈活的機器昆蟲能夠在十分復雜的環境中導航，在機械授粉和搜救任務應用方面相當有潛力。
3. 仿生蜂 （費斯托）
仿生蜂是費斯托仿生學習網絡的一部分，它專注于能源效率和靈感來自于自然界蜜蜂的飛行動力學。仿生蜂的研究方向是復制授粉行為。
4. 華盛頓州立大學微型機器人
這些以自然界昆蟲為原型的小型機器人是有史以來重量最輕、速度最快的機器人之一。目前，它們正在測試應用于農業，包括授粉。
5. 地平線項目的機器蜜蜂
歐盟地平線項目正在研發配備先進人工智能和傳感器的機器蜜蜂，以提高農業生產力，改善環境健康度。
6. NASA（美國宇航局）的噴氣推進實驗室的機器昆蟲
作為教育推廣活動的一部分，NASA（美國宇航局） 的噴氣推進實驗室開發了機器昆蟲的原型，以推動機器人技術和太空探索的創新。
7. 蜜蜂跟蹤無人機（代爾夫特理工大學）
代爾夫特理工大學的科學家們制造了一種能夠模仿蜜蜂的無人機，用以研究它們的行為，并有可能用于協助授粉。
8. 情感蝴蝶 （費斯托）
另一個有可能會給人奇特感覺的項目來自費斯托，這是一家工業自動化公司。情感仿生蝴蝶只是其正在開發的幾種機器昆蟲之一。
9. 仿生蜻蜓 （費斯托）
不知何故，莫名其妙地，費斯托這個詞非常適合這家公司。這種仿生機器人昆蟲外形像蜻蜓，具有復雜的飛行能力。
10. Roboflapper（加州大學圣地亞哥分校）
以煙草鷹蛾為原型的Roboflapper 仍在研發中，該團隊希望開發出一種飛行機制。
機器人可以代替蜜蜂嗎？
當前功能
雖然這些機器人顯示出巨大的應用前景，但當前它們仍處于實驗階段。例如，機器蜜蜂能夠展現出工作精度，但卻不具備有效授粉所需的數十億個單位的能力。
財務可行性
開發和部署數十億個機器人傳粉媒介的成本是高昂的。技術進步能否降低生產成本并提高能源效率，將決定機器昆蟲在經濟上是否可行。
環境和道德問題
- 干擾生態系統：大規模引入機器人傳粉媒介可能會破壞自然生態系統。
- 對技術的依賴：轉向機器人解決方案可能會下意識地減少人們在保護自然傳粉媒介方面的意圖和努力。
機器蜜蜂和垂直農場 – 人造天堂的天作之合
小型昆蟲類機器人代表了機器人技術一個前景誘人的前沿領域，為自然傳粉媒介可能會嚴重缺乏這一問題提供了潛在的應對方案。
然而，它們仍然存在一系列問題，比如技術限制、可擴展性問題和潛在的生態影響，所以必須十分謹慎。雖然這些機器人能夠在特定的農業方面得到應用，但保護和恢復自然傳粉媒介種群仍然是最可持續的思路。
將技術與保護工作相結合，是確保全球糧食系統安全和環境健康的最佳前進道路。
大多數討論，涉及到的都是在自然農場中使用這些昆蟲機器人的可能性，但事實上可行性更強的方案是在垂直農場中使用它們，看起來，這類農場似乎就是專門為機器人傳粉媒介建造的人工環境。
譯者介紹
張哲剛，51CTO社區編輯，系統運維工程師，國內較早一批硬件評測及互聯網從業者，曾入職阿里巴巴。
原文標題：Top 10 robotic insects: Can robotic bees save all plant life on Earth?，作者：David Edwards
