译者 | 张哲刚
审校 | 重楼
作为一个几乎每天都要吃蜂蜜吐司的人，在过去的几年里，我一直非常关注全球蜜蜂种群持续减少这个话题。
蜜蜂不仅仅是蜂蜜生产者，它们还是大自然中伟大的传粉者。尽管，就传粉者而言，它们并不是唯一，但是，据我所知，它们是唯一能够生产蜂蜜的传粉者。
当前，林林总总的学术机构和商业公司都在开发一种微型飞行机器人或无人机，这些机器人或无人机可能能够完成自然传粉者的工作。考虑到这一点，我觉得我应该深入探讨一下这个话题。
像昆虫一样的小机器人能拯救我们吗？
当前，我们正在见证一个事实：生物学、机器人技术与类昆虫或蜜蜂的机器人发展，形成了一个有趣的交集。这像一个个微小的奇迹，他们的产生和存在，旨在解决全世界正面临着的日益紧迫的环境和农业问题，包括全球蜜蜂数量的持续下降。
下面，让我们探究一下一些领域，包括世界上最先进的机器人昆虫项目，以及传粉者在自然界中的关键作用，还有蜂蜜生产的现状，以及这些问题的技术解决方案是否有希望在未来实现。
蜜蜂数量的减少
蜜蜂是重要的传粉媒介，对全球农业和生态系统有着巨大影响，做出了重大贡献。然而，由于蜂群栖息地流失、农药杀虫剂的使用、气候的变化以及蜂群衰竭失调（CCD）等疾病诸多因素的影响，蜜蜂的数量正以惊人的速度下降。CCD——或类似的概念——看起来在各个时代都有报道。事实上，可能几个世纪以来这个情况一直都在发生，但是现在它与许多其他令人头疼的环境问题同时出现一起存在，比如全球变暖等等。
数据统计
- 美国：根据 Bee Informed Partnership 的数据，2020 年至 2021 年间，美国的养蜂人报告说，他们的蜂群损失了大约 45%。
- 欧洲：在欧盟，蜜蜂群的损失从 10% 到 30% 不等，南欧等某些地区的降幅甚至更大。
- 亚洲：虽然文献记录比较少，但一些报告也表明，随着城市化进程的加快以及农药杀虫剂的使用，传粉媒介种群面临的威胁日益增加。
这种情形严重影响着粮食安全，因为全球超过 75% 的粮食作物依赖于授粉。
传粉媒介在自然界中的作用
传粉媒介，包括蜜蜂、蝴蝶、甲虫和某些鸟类，它们在花粉从一朵花传递到另一朵花，实现受精和果实生产这一过程中，起着至关重要的作用。
主要传粉媒介
- 蜜蜂：最有效的传粉者，尤其是蜜蜂和熊蜂。
- 蝴蝶和飞蛾：对于特定的植物物种非常重要，尤其是那些在夜间开花的植物。
- 甲虫：是最为“杂乱无章”的传粉者，它们通过摄取花朵作为食物来帮助授粉。
据统计，传粉媒介每年为全球粮食生产贡献 2350 亿至 5770 亿美元，凸显了其经济重要性。
蜜蜂和蜂蜜：全球生产趋势
除了授粉之外，蜜蜂还生产蜂蜜。蜂蜜是一种宝贵的自然资源。蜜蜂数量的减少，引发了人们对于蜂蜜生产的担忧。
全球蜂蜜生产趋势
尽管面临一系列问题，但由于主要蜂蜜生产国的养蜂大环境持续得到改善，全球蜂蜜生产保持相对稳定。然而，局部地区的下降还是明显的。
主要蜂蜜生产国（2022 年数据）
- 中国：461,900 吨
- 土耳其：118,297吨
- 伊朗：79,534吨
- 印度：74,534吨
- 阿根廷：70,437吨
- 俄罗斯：67,014吨
- 墨西哥：64,320吨
- 乌克兰：63,079吨
- 巴西：60,966吨
- 美国：56,849吨
资料来源：联合国粮食及农业组织
机器昆虫：领先项目概述
1. RoboBee（哈佛大学）
由Wyss研究所开发的RoboBee是一种能够自主飞行的微型飞行机器人。它能够模仿蜜蜂的翅膀运动，专为精确授粉和环境监测而设计。
2. 麻省理工学院的敏捷机器昆虫
麻省理工学院快速灵活的机器昆虫能够在十分复杂的环境中导航，在机械授粉和搜救任务应用方面相当有潜力。
3. 仿生蜂 （费斯托）
仿生蜂是费斯托仿生学习网络的一部分，它专注于能源效率和灵感来自于自然界蜜蜂的飞行动力学。仿生蜂的研究方向是复制授粉行为。
4. 华盛顿州立大学微型机器人
这些以自然界昆虫为原型的小型机器人是有史以来重量最轻、速度最快的机器人之一。目前，它们正在测试应用于农业，包括授粉。
5. 地平线项目的机器蜜蜂
欧盟地平线项目正在研发配备先进人工智能和传感器的机器蜜蜂，以提高农业生产力，改善环境健康度。
6. NASA（美国宇航局）的喷气推进实验室的机器昆虫
作为教育推广活动的一部分，NASA（美国宇航局） 的喷气推进实验室开发了机器昆虫的原型，以推动机器人技术和太空探索的创新。
7. 蜜蜂跟踪无人机（代尔夫特理工大学）
代尔夫特理工大学的科学家们制造了一种能够模仿蜜蜂的无人机，用以研究它们的行为，并有可能用于协助授粉。
8. 情感蝴蝶 （费斯托）
另一个有可能会给人奇特感觉的项目来自费斯托，这是一家工业自动化公司。情感仿生蝴蝶只是其正在开发的几种机器昆虫之一。
9. 仿生蜻蜓 （费斯托）
不知何故，莫名其妙地，费斯托这个词非常适合这家公司。这种仿生机器人昆虫外形像蜻蜓，具有复杂的飞行能力。
10. Roboflapper（加州大学圣地亚哥分校）
以烟草鹰蛾为原型的Roboflapper 仍在研发中，该团队希望开发出一种飞行机制。
机器人可以代替蜜蜂吗？
当前功能
虽然这些机器人显示出巨大的应用前景，但当前它们仍处于实验阶段。例如，机器蜜蜂能够展现出工作精度，但却不具备有效授粉所需的数十亿个单位的能力。
财务可行性
开发和部署数十亿个机器人传粉媒介的成本是高昂的。技术进步能否降低生产成本并提高能源效率，将决定机器昆虫在经济上是否可行。
环境和道德问题
- 干扰生态系统：大规模引入机器人传粉媒介可能会破坏自然生态系统。
- 对技术的依赖：转向机器人解决方案可能会下意识地减少人们在保护自然传粉媒介方面的意图和努力。
机器蜜蜂和垂直农场 – 人造天堂的天作之合
小型昆虫类机器人代表了机器人技术一个前景诱人的前沿领域，为自然传粉媒介可能会严重缺乏这一问题提供了潜在的应对方案。
然而，它们仍然存在一系列问题，比如技术限制、可扩展性问题和潜在的生态影响，所以必须十分谨慎。虽然这些机器人能够在特定的农业方面得到应用，但保护和恢复自然传粉媒介种群仍然是最可持续的思路。
将技术与保护工作相结合，是确保全球粮食系统安全和环境健康的最佳前进道路。
大多数讨论，涉及到的都是在自然农场中使用这些昆虫机器人的可能性，但事实上可行性更强的方案是在垂直农场中使用它们，看起来，这类农场似乎就是专门为机器人传粉媒介建造的人工环境。
译者介绍
张哲刚，51CTO社区编辑，系统运维工程师，国内较早一批硬件评测及互联网从业者，曾入职阿里巴巴。
原文标题：Top 10 robotic insects: Can robotic bees save all plant life on Earth?，作者：David Edwards
