蜜蜂等傳粉者的喪失是對全球生物多樣性的巨大挑戰(zhàn)，并通過導致糧食生產(chǎn)問題而影響人類。在坦佩雷大學，研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出第一個配備人工肌肉的被動飛行機器人。這種"人造仙女"能否被利用于授粉？

刺激反應性聚合物的發(fā)展為下一代小規(guī)模、無線控制的軟體機器人帶來了大量與材料有關的機會。一段時間以來，工程師們已經(jīng)知道如何使用這些材料來制造能夠行走、游泳和跳躍的小型機器人。到目前為止，還沒有人能夠讓它們飛行。

坦佩雷大學輕型機器人小組的研究人員現(xiàn)在正在研究如何使智能材料飛行。學院研究員、小組負責人曾浩和博士研究員楊劍鋒為他們的項目提出了一個新的設計，名為FAIRY--基于光反應材料組裝的飛行航空機器人。他們已經(jīng)開發(fā)出一種聚合物組裝機器人，它靠風飛行，并由光控制。

"優(yōu)于其自然界的同類產(chǎn)品，這種人造種子配備了一個軟性致動器。"曾浩解釋說："該致動器由光反應型液態(tài)結(jié)晶彈性體制成，在可見光的激發(fā)下誘發(fā)刷子的打開或關閉動作。"

響應性聚合物允許創(chuàng)建人工、自主操作的二合一結(jié)構。在黑暗和平靜的天氣中，"仙女"會保持靜止。當有足夠的光線時，該結(jié)構會自動打開，在流動的空氣中飛行。資料來源：楊劍鋒/坦佩雷大學

"人造仙女"由光控制

曾浩和楊劍鋒開發(fā)的"人造仙女"有幾個仿生學特征。由于其高孔隙率（0.95）和輕質(zhì)（1.2毫克）的結(jié)構，它可以很容易地在風的引導下漂浮在空中。更重要的是，穩(wěn)定的分離式渦流環(huán)的產(chǎn)生使長距離的風力輔助旅行成為可能，它可以由一個光源，如激光束或LED，提供動力和控制。

這意味著可以用光來改變這個微小的蒲公英種子狀結(jié)構的形狀。仙女可以通過改變其形狀來手動適應風向和力量。光束也可以用來控制這種聚合物組件的起飛和降落動作。

潛在的農(nóng)業(yè)應用機會

接下來，研究人員將專注于改善材料的敏感性，以使該裝置在陽光下運行。此外，他們將擴大該結(jié)構的規(guī)模，使其能夠攜帶微電子裝置，如GPS和傳感器，以及生化化合物。

據(jù)曾浩說，有可能會有更重要的應用："這聽起來像科幻小說，但我們研究中包括的概念驗證實驗表明，我們開發(fā)的機器人為適合人工授粉的現(xiàn)實應用提供了重要的一步。"

在未來，數(shù)百萬攜帶花粉的人工蒲公英種子可以通過自然風自由散布，然后通過燈光引導到有樹木等待授粉的特定區(qū)域。這將對全球農(nóng)業(yè)產(chǎn)生巨大影響，因為全球變暖導致的傳粉者的喪失已經(jīng)對生物多樣性和糧食生產(chǎn)構成了嚴重威脅。

許多問題尚待解決

然而，許多問題需要首先得到解決。例如，如何以精確的方式控制著陸點？如何重復使用這些設備并使其可被生物降解？這些問題需要與材料科學家和從事微型機器人工作的人密切協(xié)作。

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