Populația mondială de albine se află într-un declin abrupt pe care știința nu a reușit, până acum, să-l inverseze. Unii oameni de știință lucrează la soluții pentru vinovați - boli, dăunători, disponibilitatea furajelor pentru albine și pesticide - în timp ce alții caută alternative la polenizarea albinelor.
Trei echipe de oameni de știință se uită la robotică ca un mijloc de a reduce dependența de polenizarea albinelor. Doi dintre ei au proiectat roboți minusculi, zburători, în timp ce un al treilea proiectează un robot cu roți.
Toate cele trei dispozitive sunt prototipuri. Proiectele aeriene au luat deja avânt, în timp ce modelul de la sol este încă în faza sa de proiectare incipientă. Cercetătorii de la Universitatea Harvard și-au început munca acum 10 ani, în timp ce oamenii de știință din Japonia Institutul Național de Știință și Tehnologie Industrială Avansată a dezvăluit recent un polenizator aerian wireless care colectează și depune polen.
Folosind o abordare mai fundamentată, echipa multidisciplinară a Universității West Virginia (WVU) proiectează un robot autonom, cu roți, care este capabil să localizeze, să identifice și să polenizeze florile individuale.
Flyer japonez
Anunțat în Chem, un jurnal evaluat de colegi, dispozitivul japonez constă dintr-o dronă mică, fără fir, cu o centură de păr de cal atașată de partea inferioară. Este singurul dispozitiv robot care a polenizat efectiv o plantă – în acest caz, un crin japonez într-un test de laborator.
Eijiro Miyako, contactul principal al proiectului, a acoperit centura robotului cu un gel lichid ionic. ILG-urile rămân lipicioase pentru o lungă perioadă de timp atât în medii normale, cât și în medii dure, a spus el. De asemenea, sunt durabile și rezistente la apă.
Compusul a crescut suprafața utilă a centurii, ceea ce a ajutat-o să colecteze și să rețină cantități viabile de polen în timpul zborului. Umiditatea gelului și proprietățile electrostatice reduc șansele de deteriorare a polenului atunci când centura intră în contact cu stamine și pistili.
Miyako a descris sarcina de a pilota drona pentru a poleniza flori ca fiind „foarte grea. Cred că o formă de inteligență artificială (AI), GPS și camere de înaltă rezoluție ar fi foarte utile pentru dezvoltarea viitoarelor mașini”, a spus el într-un interviu prin e-mail.
AI ar putea îmbunătăți, de asemenea, comportamentul de polenizare a dronelor.
„Un roi de albine robotizate AI ar putea determina calea cea mai scurtă către înflorire și cel mai eficient mijloc de polenizare”, a spus el.
RoboBee de la Harvard
Polenizarea este doar o aplicație Robert Wood, cercetător principal de la Universitatea Harvard prevede pentru un robot microelectronic. El și echipa sa cred că ar putea fi util în operațiunile de căutare și salvare.
Construirea RoboBee nu a fost posibil până când nu au inventat un nou mijloc de fabricație. Denumite Pop-Up MEMS, cărțile pop-up și origami au oferit inspirația. Procesul folosește un proces elaborat de stratificare și pliere într-un cadru care asambla roboții într-o singură mișcare.
De dimensiunea aproximativă a unui sfert din SUA, RoboBee are 2.4 milimetri înălțime și cântărește puțin sub 3.2 uncii. Zboară și înoată și se poate cocoța cu capul în jos pe suprafețe plane, folosind electricitate statică. În continuare, cercetătorii de la Harvard vor să construiască un „stup” pentru ca albinele să-și reîncarce puterea.
Wood își imaginează RoboBees desfășurați în roiuri, similar cu o altă invenție a lor, Kiloboții. Cercetătorii de la Harvard folosesc acești roboți minusculi, autonomi, pentru a investiga IA colectivă și comportamentul roiului.
Rover robotizat
Prototipul WVU își derivă transportul robotizat dintr-un model autonom construit de studenți de inginerie și folosit pentru a câștiga Provocarea Centenială a Robotului cu Retur de Probă a NASA din 2016. Elevii au proiectat robotul autonom pentru a se mișca pe un câmp și a prelua obiecte folosind doar tehnologie capabilă să funcționeze într-un mediu marțian sau lunar.
Funcția acestui robot este ceea ce cercetătorul său principal numește polenizare de precizie.
„Nu ne interesează doar să suflam aer sau să scuturăm plantele pentru a le poleniza. Suntem interesați să ne ocupăm de flori individuale”, a spus Yu Gu, profesor asistent de inginerie aerospațială și mecanică WVU.
Gu și echipa sa vor monta o serie de lidar și camere pentru a permite unui braț robot să localizeze florile individuale, să le determine viabilitatea și să aplice polen pe florile sănătoase. Similar radarului, lidar folosește impulsuri de lumină generate de laser – în loc de unde sonore – pentru a detecta obiecte.
WVU își va testa polenizatorul pe zmeură și mure de seră. Capacitatea de a testa robotul pe mai multe generații de fructe de pădure într-un singur an le-a dictat să folosească un site interior. Aceasta este doar prima rundă de cercetare; dezvoltarea ulterioară va avea loc în studiile ulterioare.
„Vrem să arătăm că este posibil mai întâi”, a spus Gu.
Între timp …
Entomologii de la Laboratorul Danforth de la Universitatea Cornell cred că albinele native pot suporta unele și, în câteva cazuri, toate cerințele de polenizare ale unei livezi. Directorul de cercetare și divulgare al laboratorului, Maria van Dyke, a spus că există mai multe livezi din statul New York care nu mai închiriază stupi, ci folosesc polenizarea albinelor native.
Acest lucru poate fi destul de important acum, deoarece fiecare dintre modelele de robot este la cel puțin 10 ani de la lansarea comercială. Robotul Harvard este încă legat de sursa sa de energie, iar sistemul de ghidare al robotului japonez ar putea beneficia de adăugarea GPS-ului și a inteligenței artificiale.
Echipa WVU a lui Gu nu și-a încheiat încă faza de planificare. Odată ce un prototip este construit, ei vor efectua teste de seră și teste de calitate pe fructe polenizate robotizate împotriva fructelor polenizate natural.
— David Weinstock, corespondent FGN