來源：十點科學

爲了解決生態危機，科學家真的，無所不用其極。——花虻內心OS：用AI訓練我，你是真的狗。

流連花叢的花虻。|維基百科

作者 | 江逸羣 [日]名古屋大學工學博士

責編 | 高佩雯

蜜蜂是自然界中最重要的傳粉生物。近年來，它們的生存受到多重威脅，不僅野生蜂羣規模不斷減小，人工養殖蜂羣也飽受傳染病和寄生蟲的侵襲。這樣下去必將遭遇生態危機。

於是，蒼蠅的親戚，僅次於蜜蜂的第二大傳粉物種——花虻（食蚜蠅），進入了人們的視野。爲了讓這羣“中等生”達到蜜蜂的水平，科學家動用AI對它們進行培訓。最終結果，還挺棒的。

最出色的園丁

蜜蜂穿梭於花叢中，在芬芳豔麗的海洋中忙碌，用獨特的舞蹈向同伴傳遞花田的信息。

據統計，這些神奇的小精靈爲了收集花蜜，每天離開蜂巢約15次，每次造訪約100朵花[1]。在花海中頻繁穿行的同時，也幫助各種植物完成傳粉，成爲植物生命循環中不可缺失的一部分。

　辛勤的蜜蜂 |Flickr

根據農業大國美國的數據顯示，蜜蜂承擔着爲超過80%農作物傳粉的重大責任， 每年蜜蜂爲農產品帶來的收益至少150億美元[2]。

然而近年來蜜蜂的傳粉活動卻面臨着不少挑戰。

傳粉越來越困難

農藥是現代農業生產中防治病蟲害的有效手段，但很多常用的農藥對於蜜蜂而言卻並不安全。

例如，科學家曾讓蜜蜂接觸對哺乳動物低毒性而廣泛使用的殺蟲劑新菸鹼。在實驗開始的48小時內，並沒有觀察到蜜蜂的異常死亡，但之後它們的行爲逐漸變得遲鈍，方向感和發現花朵的能力大大受損[3]。

影響蜜蜂傳粉的第二大敵人是空氣污染。蜜蜂藉助植物釋放的氣味分子確定花朵的位置，而空氣中的污染物會與這些氣味分子相互作用，干擾蜜蜂採蜜行爲，從而導致植物傳粉效率的下降[4]。

除了上述兩點，氣候變化、棲息地減少、病原體增加、寄生蟲肆虐等都威脅着蜜蜂的正常採蜜活動，進而影響傳粉，導致農作物減產。人類急需找到新方法以確保傳粉順利進行。

　滿身花蜜的蜜蜂 |維基百科

蒼蠅的親戚要上崗？

自然界的傳粉昆蟲不僅有蜜蜂，還有蝴蝶、甲蟲，甚至蒼蠅等。聽起來雖然有些奇怪，但科學家們將目光投向了蒼蠅的親戚——花虻。

花虻是僅次於蜜蜂的第二大傳粉物種。它們常常懸停（Hover）在花朵上，於是就有了Hoverfly這個名稱。

天將降大任於花虻 |維基百科

花虻的外形酷似蒼蠅（同屬雙翅目，只有一對翅膀），但是“配色”神似蜜蜂或大黃峯（屬於膜翅目，有大小兩對翅膀）。通常蜜蜂都帶有尖刺，對於獵食者而言並不美味。花虻由此利用自己的外表躲避捕食者攻擊，堪稱擬態的典範[6]。

在英國大約有250種花虻，出沒在春、夏、秋季的果園和田野中[6]。成蟲主要以花粉和花蜜爲食，能幫助不同季節開花的植物傳粉。而幼蟲的食譜包括真菌、植物甚至其他昆蟲。有些種類的花虻幼蟲喜歡喫蚜蟲和其他害蟲，對於農業生產也有一定幫助。

各種各樣的花虻 |維基百科

實際上，並不出名的花虻承擔了全世界大約30%的傳粉任務。在歐洲，70%需要動物傳粉的植物上都有花虻的身影[8]。

與蜜蜂相比，花虻有多種優勢。首先，它們不像蜜蜂那樣擁有固定的蜂巢，因此採蜜距離不受限制，可以攜帶花粉進行更長距離的飛行[7]。其次，花虻擁有多樣的種類，它們中的某些類型經常光顧小型花朵等蜜蜂不屑於採蜜的植物。最後，花虻容易人工散養，人們早已在溫室中飼養花虻以幫助作物傳粉[9]。

花虻能成爲僅次於蜜蜂的第二大傳粉生物，真真的是靠實力。

那麼，既然花虻有如此優勢，爲什麼傳粉能力還是遜於蜜蜂呢？最大的問題出在效率上。簡單來說就是——不專心。

它們在傳粉途中經常會被其他事物吸引而分散注意力[10]。和在蜂巢和花叢中兩點一線的蜜蜂相比，花虻時常在採蜜途中花很多時間去採食雜草。

　流連雜草的花虻 |500PX

因此，要想讓花虻來代替蜜蜂，就必須找到一種辦法，讓花虻改掉“貪玩”的臭毛病。

用AI訓練“優等生”

真有人這麼幹了。英國的一家創業公司開發了一款名叫“Olombria”的系統，來訓練花虻採蜜時的專注力。

該系統集成了傳感器、AI芯片以及化學信號發生器，可以安置在果園或田地等特定地點。整個系統可以自動判別開花區域，並誘導花虻在目標位置傳粉，經過訓練的花虻的傳粉效率直逼蜜蜂！

系統通過照相機等傳感器採集某一地點的特徵，比如，傳粉生物類型、傳粉效率、時間、地點以及溫度等。利用這些數據，AI就可以自行建立模型並判斷是否需要人工干預傳粉。

當得出傳粉不足的研判時，系統就會自動發射化學信號，以誘使花虻向該區域移動。

這種化學信號當然是花虻喜歡的，可能是它們鍾愛的某種植物的氣味。

AI還會對它們的飛行路線進行優化，以較優的方式設計好信號發生器的開啓順序。這樣，受引導的花虻就像參加了一場汽車拉力賽一樣，通過一個個節點，爲植物傳遞花粉。

花虻會被自己喜歡的氣味指引，向設定的區域逐次前進（圖文無關）。|500PX

有意思的是，該公司的研究還顯示，讓花虻和蜜蜂一起工作，會產生意想不到的協同效應：受到花虻“威脅”的蜜蜂，會更加賣力地採蜜。

努力解決傳粉危機

野生蜜蜂的短缺，已經給農產品產量造成了很大沖擊。

在英國，全國杏仁農場在開花季節租借或購買蜂巢的花費高達每季度15億美元。且租借的蜂巢在農場間流通時，大規模運輸常會導致病原體和寄生蟲激增的後果[4]。

如果在某個農場發生感染，其他農場的正常傳粉時機也將發生延誤，使得整體產量受損[10]。

面對該困境，AI花虻訓練系統無疑給出了一個解決方案。但是離真正的大規模應用，仍然路途漫長。

針對不同的植物和花虻種類，以及氣候變化等各種外界特徵，AI系統需要不斷進化才能趨於完美。不過，相信隨着技術的進步，系統會變得越來越智能。

對於這項技術的未來，其設計者也說：“我們必須要堅守的底線就是，在農業、昆蟲和環境中保持一個平衡，而不完全拋棄任何一方。在此基礎上開發出便捷而充滿先進科技的系統，纔是我們的目標。這場傳粉危機終將會被解決”。