Des ingénieurs japonais ont créé un pollinisateur quadricoptère

Environ un tiers des cultures vivrières du monde ont besoin d'aide pour la pollinisation, mais plus de 40% des espèces d'insectes qui jouent ce rôle sont menacées d'extinction. Les chercheurs ont cherché une solution au problème dans divers domaines. Certains scientifiques se sont concentrés sur les moyens de protéger les abeilles et d'autres pollinisateurs importants, tandis que d'autres ont commencé à chercher une clé en dehors du monde naturel.

Certains ingénieurs sont donc parvenus à la conclusion qu'une armée de pollinisateurs robotisés aidera à maintenir les rendements des cultures. Cette idée a été guidée par une équipe de chercheurs au Japon lors du développement d'un petit drone capable de polliniser les fleurs.

Après avoir étudié les abeilles , Eijiro Miyako, chercheur principal à l' Institut national des sciences et technologies industrielles avancées, et ses collègues ont réalisé qu'en utilisant un drone et un gel ionique liquide, on pouvait collecter le pollen d'une fleur et le placer sur une autre. Comme base, les scientifiques ont pris une version modifiée du quadricoptère abordable PXY CAM.



Dans une étude sur les mouches et les fourmis, les scientifiques ont réalisé que vous ne pouvez pas simplement mettre le gel directement sur la surface lisse d'un petit robot volant. Au lieu de cela, ils avaient besoin de quelque chose comme une brosse qui recueille le pollen d'une fleur. Ensuite, des scientifiques japonais ont collé une bande de fourrure à la surface du drone, puis lui ont appliqué un gel ionique.



Les tentatives précédentes pour créer des pollinisateurs artificiels n'ont été réalisées dans aucun projet réussi, cependant, le Dr Miyako a réussi. Au cours de l'expérience, le quadricoptère s'est envolé vers la fleur de lys, a collecté le pollen de l'anthère sur la «brosse» et a livré une autre fleur à la stigmatisation.


Collecte de pollen

Les résultats ont montré que le drone est vraiment capable de transférer le pollen d'une fleur à l'autre avec presque le même succès que les abeilles et les autres pollinisateurs. Les scientifiques doivent vérifier si les graines seront obtenues à la suite d'une telle pollinisation.


Pollinisation

Pour le moment, les quadrocoptères de Miyako sont contrôlés par un opérateur humain. À l'avenir, les chercheurs devront développer un système de "vision" qui permettra aux drones de reconnaître les fleurs par eux-mêmes. Aujourd'hui, le logiciel de reconnaissance visuelle est assez développé, donc les scientifiques sont sûrs qu'il ne sera pas difficile pour eux de développer quelque chose pour leur idée originale. Cependant, les chercheurs n'ont pas indiqué comment installer un tel système, consommant des dizaines, et parfois des centaines de watts d'énergie dans un si petit drone.

Le succès remporté par l'équipe de Miyako et d'autres chercheurs n'est qu'une première étape. Les scientifiques peuvent créer un outil capable de polliniser les plantes, mais ils doivent encore trouver comment appliquer le concept à grande échelle, nécessaire pour le rendre utile aux agriculteurs.

Aujourd'hui, de nombreux agriculteurs dépendent principalement des abeilles domestiques. Ils vivent en populations denses - plusieurs dizaines de milliers d'abeilles actives dans chaque ruche. De toute évidence, le remplacement d'une telle «armée» par des drones nécessitera des investissements très importants.

Les économistes agricoles partagent également ce point de vue. Voici comment ils font valoir leur point de vue: si, par exemple, un producteur d'amandes paie un loyer de 150 $ par ruche pour 30 000 abeilles qui travaillent, alors environ ½ cents par abeille. Si les abeilles travaillent dans le bosquet pendant deux semaines, ce montant atteint 0,035 cent par jour. Ainsi, les drones pollinisateurs doivent baisser considérablement de prix avant de pouvoir rivaliser avec les abeilles.

Certains experts se demandent également comment les quadrocoptères s'adapteront à la structure de chaque fleur afin de ne pas l'endommager. Malgré le fait que le drone ait pu transférer le pollen d'une fleur à une autre, on craint que l'appareil lui-même n'endommage les fleurs. Une machine qui heurte un organe reproducteur peut en fait le «renverser» ou briser la stigmatisation.

Les sceptiques affirment que le lis a été choisi par les scientifiques afin de faciliter la tâche du drone, car la forme de la fleur n'interfère pas avec la pollinisation. Pour étendre la portée de la pollinisation technologique aux structures florales plus petites et plus complexes, les drones doivent devenir plus flexibles dans leur contrôle. Une équipe de recherche du laboratoire Microbotics de Harvard a déjà fabriqué RoboBee, un petit drone qui pourrait être utilisé pour la pollinisation.


Une autre question que les scientifiques posent aux chercheurs japonais est de savoir comment charger un nouveau "lot" de pollen après que le drone a livré sa cargaison à la stigmatisation. Puis-je utiliser le gel sur les villosités à plusieurs reprises? La réponse à ces questions n'est pas encore disponible.

Les entomologistes pensent que la meilleure solution aux problèmes de pollinisation ne réside pas dans la technologie, mais dans la nature. À leur avis, le moyen de sortir de cette situation est d'apprivoiser les abeilles sauvages. Les abeilles sauvages vivent une vie plus isolée que leurs frères apprivoisés et construisent des nids dans de petits terriers creusés dans le sol ou des trous dans de vieux arbres. Les scientifiques font déjà de gros efforts pour les apprivoiser.

Mais même sans apprivoiser les bourdons ou les abeilles sauvages, les agriculteurs peuvent profiter de leur capacité de pollinisation. Il suffit d'allouer suffisamment de terres favorables à l'habitat de ces insectes.

Il existe une troisième option à la jonction de la nature et de la technologie - les insectes cyborg. Ces dernières années, les scientifiques ont déjà appris à contrôler les gros insectes à l'aide d'implants électriques, mais maintenant la science est allée encore plus loin. Dans le cadre du projet DragonflEye, les scientifiques peuvent contrôler le vol des libellules à l'aide de fibres optiques implantées. Toute l'électronique nécessaire à la navigation autonome est emballée dans un petit «sac à dos» à l'arrière de la libellule, qui est alimenté par un panneau solaire.

Le travail scientifique a été publié dans la revue Chem le 9 février 2017.
DOI: 10.1016 / j.chempr.2017.01.008