Svetovna populacija medonosnih čebel strmo upada, česar znanosti doslej ni uspelo obrniti. Nekateri znanstveniki iščejo rešitve za krivce – bolezni, škodljivce, razpoložljivost čebelje krme in pesticide – medtem ko drugi iščejo alternative opraševanju medonosnih čebel.
Tri skupine znanstvenikov obravnavajo robotiko kot sredstvo za zmanjšanje odvisnosti od opraševanja čebel. Dva izmed njih sta oblikovala majhne leteče robote, medtem ko tretji oblikuje robota na kolesih.
Vse tri naprave so prototipi. Letalski projekti so že zaživeli, medtem ko je zemeljski model še vedno v najzgodnejši fazi načrtovanja. Raziskovalci univerze Harvard so svoje delo začeli pred 10 leti, znanstveniki na Japonskem Nacionalni inštitut za napredne industrijske znanosti in tehnologijo je pred kratkim predstavil brezžični zračni opraševalec, ki zbira in odlaga cvetni prah.
Z uporabo bolj utemeljenega pristopa multidisciplinarna ekipa Univerze West Virginia (WVU) oblikuje avtonomnega robota na kolesih, ki je sposoben locirati, prepoznati in oprašiti posamezne cvetove.
Japonski letak
Japonska naprava, ki je bila objavljena v strokovni reviji Chem, je sestavljena iz majhnega brezžičnega drona s pasom iz konjske žime, pritrjenim na spodnji strani. To je edina robotska naprava, ki je dejansko oprašila rastlino – v tem primeru japonsko lilijo v laboratorijskem testu.
Eijiro Miyako, glavni kontakt pri projektu, je robotov pas prevlekel z ionskim tekočim gelom. ILG ostanejo lepljivi dolgo časa v običajnih in težkih okoljih, je dejal. Prav tako so vzdržljivi in vodoodporni.
Spojina je povečala uporabno površino pasu, kar mu je pomagalo zbrati in zadržati sposobne količine cvetnega prahu med letom. Vlažnost in elektrostatične lastnosti gela zmanjšajo možnost poškodb cvetnega prahu, ko se pas dotakne prašnikov in pestičev.
Miyako je nalogo pilotiranja drona za opraševanje rož opisal kot »zelo težko. Verjamem, da bi bila oblika umetne inteligence (AI), GPS in kamer z visoko ločljivostjo zelo koristna za razvoj prihodnjih strojev,« je dejal v intervjuju po elektronski pošti.
Umetna inteligenca bi lahko izboljšala tudi vedenje opraševanja z droni.
"Roj robotskih čebel z umetno inteligenco bi lahko določil najkrajšo pot do cvetov in najučinkovitejše sredstvo za opraševanje," je dejal.
RoboBee s Harvarda
Opraševanje je samo ena aplikacija Robert Wood, glavni raziskovalec univerze Harvard predvideva za mikroelektronskega robota. On in njegova ekipa menita, da bi lahko bil koristen v operacijah iskanja in reševanja.
Gradnja RoboBee ni bilo mogoče, dokler niso izumili novega načina proizvodnje. Navdih, imenovan Pop-Up MEMS, so bile pop-up knjige in origami. Postopek uporablja dovršen postopek plasti in zgibanja znotraj okvirja, ki robote sestavi v enem gibu.
Približno velik kot četrtina ZDA, RoboBee je visok 2.4 milimetra in tehta nekaj manj kot 3.2 unče. Leti in plava ter lahko z glavo navzdol sedi na ravnih površinah s pomočjo statične elektrike. Nato želijo raziskovalci s Harvarda zgraditi »panj« za čebele, da bi si napolnili svojo moč.
Wood predvideva RoboBees, razporejene v rojih, podobno kot še en njihov izum, Kilobot. Raziskovalci s Harvarda uporabljajo te majhne, avtonomne robote za raziskovanje kolektivne umetne inteligence in vedenja rojev.
Robotski rover
Prototip WVU svoj robotski transport črpa iz avtonomnega modela študentov inženiringa, ki so ga izdelali in uporabili za zmago na Nasinem stoletnem izzivu za vrnitev vzorcev leta 2016. Študenti so oblikovali avtonomnega robota za premikanje po polju in pridobivanje predmetov z uporabo samo tehnologije, ki lahko deluje v marsovskem ali luninem okolju.
Funkcija tega robota je tisto, kar njegov glavni raziskovalec imenuje natančno opraševanje.
»Ne zanima nas samo pihanje zraka ali stresanje rastlin, da bi jih oprašili. Zanima nas ukvarjanje s posameznimi cvetovi,« je dejal Yu Gu, docent za vesoljsko in strojno inženirstvo WVU.
Gu in njegova ekipa bodo namestili vrsto lidarjev in kamer, da bi robotski roki omogočili, da poišče posamezne cvetove, določi njihovo sposobnost preživetja in nanese cvetni prah na zdrave cvetove. Podobno kot radar tudi lidar uporablja lasersko ustvarjene svetlobne impulze – namesto zvočnih valov – za zaznavanje predmetov.
WVU bo svoje opraševalce testiral na rastlinjakih malinah in robidah. Zmožnost testiranja robota na več generacijah jagod v enem letu je narekovala uporabo notranjega mesta. To je le prvi krog raziskave; nadaljnji razvoj bo potekal v naslednjih študijah.
"Najprej želimo pokazati, da je to izvedljivo," je dejal Gu.
Medtem …
Entomologi pri Danforth Lab na univerzi Cornell menijo, da lahko avtohtone čebele prevzamejo nekatere, v nekaj primerih pa tudi vse potrebe sadovnjaka po opraševanju. Direktorica laboratorija za raziskave in ozaveščanje, Maria van Dyke, je dejala, da obstaja več sadovnjakov v zvezni državi New York, ki ne najemajo več panjev, ampak namesto tega uporabljajo domače opraševanje čebel.
To je lahko zelo pomembno zdaj, saj je vsak od modelov robotov vsaj 10 let od komercialne izdaje. Robot s Harvarda je še vedno privezan na svoj vir energije, sistem za vodenje japonskega robota pa bi lahko imel koristi od dodatka GPS in umetne inteligence.
Gujeva ekipa WVU še ni zaključila faze načrtovanja. Ko bo izdelan prototip, bodo opravili preskuse v rastlinjaku in testirali kakovost robotsko oprašenega sadja v primerjavi z naravno oprašenim sadjem.
— David Weinstock, dopisnik FGN