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嗡嗡声洞察:使用机器人花朵和蜂巢传感器跟踪蜜蜂
来源:作者:anthony king,《地平线:欧盟研究与创新》杂志 发表于 2023/11/1

图片来源:pexels 的 klub boks

欧盟研究人员正在求助于世界顶级传粉媒介,试图扭转生物多样性的丧失并帮助水果种植者。


想想野生动物追踪,脑海中浮现的可能是纪录片,这些纪录片记录了大象在大草原上的雄伟运动,深蓝色海龟的优雅迁徙,以及大型猫科动物在茂密丛林中徘徊。


然而,在大自然的宏伟挂毯中,可以找到一种对生态系统至关重要但不太在聚光灯下的生物,它正在轻轻地劳作:不起眼的蜜蜂。研究人员正在密切关注这些嗡嗡作响的奇观,以独特的方式了解它们的行为并确保它们的生存。


嗡嗡声大

蜜蜂为80%的开花植物授粉,包括130多种水果和蔬菜。自然界的无名英雄、蜜蜂和其他传粉媒介每年为全球粮食生产带来高达550亿欧元的收入。


“我们需要更好地了解蜜蜂如何移动和为植物授粉,”图卢兹大学的行为生态学家mathieu lihoreau博士说。


切到图卢兹郊外的一个农场,这个法国南部城市更广为人知的是更大的有翼物体的位置:空中客车飞机。


但这不是普通的农场。这是一个实验场所,例如,没有真的花朵。大黄蜂和蜜蜂将被释放到占地25公顷的田野中,并在飞向机器人花朵时进行跟踪,品尝含糖的奖励。


该实验是获得欧盟资助的研究项目的一部分,旨在提高对蜜蜂如何觅食和相互作用的理解。lihoreau领导了这个名为bee-move的项目,为期五年,直到2026年<>月底。


他将用雷达同时追踪数十只蜜蜂,因为它们在田野里摆放的数百朵机器人花周围导航。了解蜜蜂为什么在某个方向嗡嗡作响可以帮助改善作物授粉,保护野生蜜蜂种群并拯救一些稀有植物物种。


迷人的生物

虽然lihoreau一直对动物行为着迷,但作为一名学生,他想象自己在太平洋观察鲸鱼或在非洲丛林中观察灵长类动物。但后来,作为一名年轻的科学家,在加入了一个研究蚂蚁的实验室后,他被更小的生物所吸引。


他现在的注意力集中在蜜蜂在寻找花蜜和花粉时如何导航和做出决定,利用太阳、景观特征甚至其他蜜蜂来定位自己。因为它们为自己收集食物并为蜂群收获花蜜和花粉,所以蜜蜂会记住景观。


研究表明,蜜蜂甚至可以有情绪和怀疑,检测电场并计数。


“我被他们迷住了,”lihoreau说。


总共有大约 20,000 种蜜蜂,野生蜜蜂对健康的生态系统至关重要。它们是通过将花粉从一朵花带到另一朵花来繁殖植物的重要助手。


此前,研究人员使用大型且昂贵的谐波雷达来跟踪放置在单个蜜蜂背部的天线。这使得科学家们能够跟随蜜蜂在草地上穿梭,在回家之前寻找花朵。


但是,仅仅关注一只蜜蜂,只能对正在发生的事情有一点了解。蜜蜂生活在成千上万只工蜂的蜂巢中,大黄蜂生活在数十或数百只蜂巢中。


蜜蜂如何作为一个团队行动,或者如何在其他传粉媒介的陪伴下做出有效的觅食决策,这些都是悬而未决的问题。


雷达跟踪

bee-move雷达将在没有任何蜜蜂有天线的情况下进行跟踪。它使用与汽车倒车传感器相同的技术,通过反弹来发送能量波来检测物体。


lihoreau说,据他所知,这是这种雷达用于生态学。


“我想证明蜜蜂不会在环境中随意移动,并了解指导它们复杂觅食的规则,”他说。


雷达将分别跟踪蜜蜂和大黄蜂,因为它们飞向机器人花,然后一起飞行。计划中的机器人工厂是小型金属容器,当它们降落在平台上时,可以识别单个标记的蜜蜂,并允许它们进去喝糖水。


lihoreau希望研究在糖水中添加杀虫剂等污染物对蜜蜂行为的影响。


农药威胁

用于防治蚜虫等害虫的杀虫剂,包括杀虫剂,通常是神经毒素。


“蜜蜂处于危险之中,因为它们以我们用杀虫剂处理的植物为食,然后以神经毒素为食,”lihoreau说。


欧洲食品安全局在2018年表示,新烟碱类杀虫剂对野生蜜蜂和蜜蜂构成威胁。新烟碱类化合物被怀疑扰乱了蜜蜂的导航系统。


蜜蜂在草地、花园或城市景观中穿行时学到的一切都被保留了下来。这可能使它们特别容易受到神经毒素的侵害。


“因为他们有这个小小的大脑,可能每个神经元都很重要,”lihoreau说。


在农业中,健康的蜜蜂对于草莓和杏仁等作物的良好产量至关重要。


“果园雇用养蜂人来引进蜂箱,但他们需要大量健康的蜜蜂,”西班牙巴塞罗那市科技公司irideon的传感器专家joao encarnacao博士说。


蜂巢传感器

如果蜂巢不健康,它就无法为足够的花朵授粉,水果作物就会减少。但是,只有当为时已晚时,农民才会意识到传粉媒介的短缺。


恩卡纳考领导了一项由欧盟资助的项目ipollinate,该项目将传感器定位在蜂巢上,以报告蜜蜂的实时觅食情况。跟踪技术依赖于人工智能和放置在蜂巢上的多个硬币大小的传感器。


果园所有者可以使用这些信息来突出健康的蜂群或了解蜂箱的位置。


“你得到的指标可以显示蜂箱的授粉生产力,”encarnacao说。“到目前为止,没有人有足够的信息来知道如何优化蜂箱的位置或方向,但这可能是授粉好和坏的区别。


该项目将于三年后于 2023 年 2024 月结束,届时的目标是构建传感器系统的原型。该计划将在 <> 年向该项目的商业j9九游会·(中国)真人游戏第一品牌的合作伙伴提供该服务。


该传感器已在法国和以色列的洋葱种子、法国、西班牙和葡萄牙等国家的浆果以及美国加利福尼亚州的杏仁和向日葵中进行了测试。


加州杏仁是 ipollinate 的一个关键目标,因为在超过 2,5 公顷的杏仁林中,通常有大约 500 万个蜂箱——对于任何能够改善授粉并进而改善收获的人来说,这都是一个巨大的商业机会。


ipollinate和bee-move都强调了蜜蜂与整个生态系统之间的关键联系,加强了应对人类影响(包括污染)导致的生物多样性丧失的必要性。


“蜜蜂处于生态危机的前线,”bee-move的lihoreau说。

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