悬崖峭壁上的花应该怎么采，这是科学家的新答案……
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撰文 | 苏珊·科西尔（Susan Cosier）
翻译 | 安君
在夏威夷考艾岛一处如刀锋般的山脊上，有一株娇嫩的植物从岩石缝里长了出来。它开着一簇黄花，树叶在空中颤动，只有风声和远处海浪的低语声相伴。但是，一架盘旋在上空的无人机的嗡嗡声打破了这片宁静。它搭载着一只由它的螺旋桨固定的悬挂式机械臂。这种机械臂可以切断这株植物的茎，以便将它抓起并直接带给等待在下面的研究人员。
研究人员重复了数十次这样的过程，从而对多种植物样本进行采集。相关研究发表在《科学报告》（Scientific Reports）上，它表明无人机可以帮助科学家从危险地点采集珍稀濒危植物，而那些地点人类很难涉足。沃伦·瓦格纳（Warren Wagner，未参与这项研究）是美国史密森尼学会的植物学家，也是史密森尼学会下辖的美国国家自然历史博物馆的助理研究员。瓦格纳认为：“这是一项很好的技术进步。相比于一个人四处跋涉，这项技术的使用可以使我们获得更多信息。”
之所以有这项研究，是基于对考艾岛上250多种本土植物数十年的研究。纵观历史，当植物学家面对岛上的陡峭岩壁时，往往会通过攀岩垂降技术采集一些特定植物的样本，并将它们带回苗圃里进行培育，以延续濒危物种。但本·尼贝里（Ben Nyberg，这项研究的第一作者）的团队却使用一种商业无人机挂载他们从头开始研发的独立机器人单元——整体结构被叫做“曼巴”（Mamba）。这支研究团队会派一位操作人员，让他控制曼巴的螺旋桨在空中保持稳定，并精确操纵螺旋桨侧斜，从而抓取目标植物。尼贝里是美国国家热带植物园的地理学家和无人机专家，目前还在丹麦哥本哈根大学攻读博士学位。
曼巴的采样组件包括一只有泡沫缓冲垫的抓握式机械臂（带刀片）和一个吊钩。它们分别可以像手腕一样移动，以及将一株植物的茎钩到一枚刀片附近。接下来，这支研究团队计划给曼巴配备其他工具：例如可以吸入植物体的真空装置；或是可以将种子和生长培养基喷洒到悬崖上，以便重新栽种植物的喷嘴。
这样的无人机系统还能帮研究人员前往其他危险区域，比如耸立在亚马孙雨林的“桌状山”（table-top mountains，它们的山顶平如桌面），或者是美国西南部的“天空岛”（sky islands，沙漠中骤然升起的孤立山脉）。尼贝里表示：“基本上可以说，这种技术可以让使用者‘到达’此前无法进入的任何区域。”
植物学家安·酒井（Ann Sakai）表示：“有一些珍稀濒危植物物种仅出现在夏威夷，而且它们大都生长在悬崖峭壁上。因此即使是足够熟练的野外生物学家，想要调查这些物种的种群大小并收集它们的种子，也会面临相当大的风险。”在文章开头提到的场景中，研究人员已经从这样的环境中收集到了一些种子，它们很有可能属于洋漆姑属（Schiedea）的一个新种。如今，在酒井和她的丈夫史蒂夫·韦勒（Steve Weller）的悉心培育下，这些种子正在加利福尼亚大学尔湾分校茁壮生长。酒井和韦勒两人都已经研究了30多年的洋漆姑。韦勒感叹道：“他们已经能够通过这种方式绘制详细的植物种群分布图，像我们原来采用的那种攀岩垂降技术，是永远无法做到这一点的。”
本文来自《环球科学》2023年2月刊
封面来源：Genshin impact
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