Cyberbijen zijn nu een ding, omdat natuurbijen het werk straks misschien niet meer kunnen doen

In een honingbijenkolonie is het normaal dat de vrouwelijke werkbijen eropuit gaan, pollen verzamelen en honing maken. De mannetjesbijen bestaan alleen om de koningin te voorzien van sperma om meer vrouwtjes te maken. Als reactie op de daling van de honingbijenpopulatie zetten Japanse onderzoekers drones in om het bijenwerk te doen.

Met een combinatie van plakband, penseelharen, een kleine helikopter en een mislukt, vergeten experiment hebben interdisciplinaire wetenschappers een artificiële honingbij-drone gemaakt.

Tien jaar geleden werkte Eijiro Miyako, een chemicus aan het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology in Japan, aan een ionische vloeistof – een kleverige substantie om elektriciteit te geleiden in apparaten. Zijn experiment leverde niets op, dus stopte hij de substantie ergens in een la en vergat hij het experiment. Tot hij twee jaar geleden van lab verhuisde.

"Ik was echt verrast dat de gel nog steeds taai was," zei Miyako. "Het leek op een kleverig slijm, een beetje zoals haargel."

Het viel hem ook op dat, toen hij een beetje van de kleverige massa op de grond liet vallen, het heel goed was in het oppikken van stof. Rond dezelfde tijd keek hij op tv naar een programma over hoe de afnemende honingbijenpopulatie de bestuiving negatief beïnvloedde. Dit gaf hem een idee. Hij vroeg zich af of hij de gel zou kunnen gebruiken om bloemen te bestuiven.

Zijn eerste gedachte was om te kijken of hij de vloeistof zo kon aanpassen dat het de natuurlijke bestuiving door insecten kon vervangen. Maar omdat het winter was en lastig om insecten te vinden, begon hij wat rond te bellen.

"Ik belde boeren. Iedereen vond het vreemd, want niemand had eerder zo'n verzoek ingediend," zei Miyako. "Maar jonge boeren vonden het goed dat ik naar hun boerderijen kwam om insecten te zoeken."

Hij maakte er een familie-uitje van en verzamelde insecten die hij op mesthopen van de boerderijen vond.

Terug in het lab bedekte hij de mieren en vliegen met de gel en stopte hij ze in een container met een paar bloemen. Na een paar dagen merkte hij niet alleen dat de insecten met de gel beter in staat waren om pollen over te brengen, maar dat de insecten ook nog steeds in leven waren. De vloeistof was dus niet alleen een uitstekende bestuiver, maar ook nog eens niet giftig.

Op dat moment bedacht Miyako dat hij de vloeistof zou kunnen combineren met een drone. Maar de gel wilde niet aan platic blijven kleven. In plaats daarvan plakte zijn team natuurlijke haren van een verfkwast op dubbelzijdig plakband, staken dat onderop een kleine helikopter en bestreken de haren met de gel.

Miyako kocht tien drones, en sloopte er negen. In het paper waarin hij de werkwijze van de drone beschrijft zegt hij dat "een zekere mate van oefening met het op afstand besturen van de artificiële bestuiver noodzakelijk is."

Uiteindelijk lukte het hem om pollen van de ene naar de andere bloem over te brengen.

Hij noemt een aantal eigenschappen van de vloeistof als verklaring voor de succesvolle bestuiving. Zijn team denkt dat de gel pollen vastgrijpt via zogenaamde Van der Waals-krachten, zwakke aantrekkingskracht tussen moleculen in de gel en de pollen. Als de bestuivende drone vervolgens de bloem raakt, is dat voldoende om de zwakke band tussen de gel en de pollen te breken, waardoor de pollen blijven kleven aan de bloem.

"In de natuur zitten pollen ook in een vloeibare substantie die pollenkitt heet. Dat is een vloeibare, kleverige substantie die het makkelijk maakt om de pollen op te pakken en over te brengen op bloemen," zegt Carson Meredith, professor aan de Georgia Tech School of Chemical and Biomolecular Engineering. "Ik denk dat de vloeistof een aantal van dezelfde eigenschappen heeft als de natuurlijke pollenkitt."

De gel is ook zacht, flexibel en breekt niet af na verloop van tijd. Het is extreem stabiel in verschillende temperaturen, waardoor het ideaal is voor gebruik buiten.

Meredith was toevallig een van de mensen die het paper las voordat het werd gepubliceerd. Hij zegt dat het opmerkelijk is dat de gel zo eenvoudig blijft kleven en weer loslaat. Dat niveau van adhesie is lastig te vinden.

"Ingenieurs en wetenschappers doen niet zoveel met pollen," zegt Meredith. "Het is nooit een onderwerp geweest waar ingenieurs aan hebben gedacht om er iets voor te ontwerpen. Maar het is een belangrijk onderwerp."

Toch is een drone in een lab niet genoeg om de effecten van een dalende bijenpopulatie tegen te gaan. Miyako denkt dat zijn drones op een dag boeren kunnen helpen om hun gewassen te bestuiven. Het zal alleen niet efficiënt zijn om ze te leren hoe ze drones moeten besturen. In plaats daarvan denkt Miyako dat GPS of kunstmatige intelligentie een sleutelrol kunnen spelen bij het vinden van toepassingen voor zijn drones.

De vloeistof zelf is een intrigerende technologie, zegt Meredith. Hij suggereert dat het handig zou zijn in andere onderdelen van agricultuur, zoals de gerichte applicatie van pesticiden.

In de tussentijd is Miyako bezig met het uitvogelen hoe hij zijn technologie het beste kan loslaten op de wijde wereld.