A világ mézelőméh-populációja meredeken csökken, amit a tudomány eddig nem tudott megfordítani. Egyes tudósok a bűnösök – betegségek, kártevők, méhtakarmány elérhetősége és peszticidek – megoldásán dolgoznak, míg mások alternatívákat keresnek a mézelő méhek beporzására.
Három tudóscsoport a mézelő méhek beporzásától való függőség csökkentésének eszközeként vizsgálja a robotikát. Közülük ketten apró, repülő robotokat, míg egy harmadik kerekes robotot tervez.
Mindhárom készülék prototípus. A légi projektek már szárnyra kaptak, míg a földi modell még a tervezés legkorábbi fázisában tart. A Harvard Egyetem kutatói 10 évvel ezelőtt kezdték meg munkájukat, míg a tudósok Japánban Nemzeti Ipartudományi és Technológiai Intézet nemrég bemutatott egy vezeték nélküli légi beporzót, amely pollent gyűjt és rak le.
A Nyugat-Virginia Egyetem (WVU) multidiszciplináris csapata megalapozottabb megközelítést alkalmazva egy autonóm, kerekes robotot tervez, amely képes az egyes virágok lokalizálására, azonosítására és beporzására.
Japán szórólap
A Chemben, egy lektorált folyóiratban bejelentett japán eszköz egy kicsi, vezeték nélküli drónból áll, amelynek aljához lószőrből készült öv van csatlakoztatva. Ez az egyetlen olyan roboteszköz, amely ténylegesen beporzott egy növényt – jelen esetben egy japán liliomot a laboratóriumi tesztben.
Eijiro Miyako, a projekt vezető kontaktusa ionos folyékony géllel vonta be a robot övét. Az ILG-k hosszú ideig ragadósak maradnak normál és zord környezetben egyaránt. Ezenkívül tartósak és vízállóak.
A vegyület növelte az öv használható felületét, ami segített abban, hogy repülés közben összegyűjtse és megtartsa az életképes pollenmennyiséget. A gél nedvessége és elektrosztatikus tulajdonságai csökkentik a pollenkárosodás esélyét, amikor az öv porzókkal és bibékkel érintkezik.
Miyako „nagyon nehéznek” nevezte azt a feladatot, hogy a drónt a virágok beporzására irányítsák. Úgy gondolom, hogy a mesterséges intelligencia (AI), a GPS és a nagyfelbontású kamerák egy formája nagyon hasznos lenne a jövőbeli gépek fejlesztéséhez” – mondta egy e-mail-interjúban.
A mesterséges intelligencia javíthatja a drónok beporzását is.
„Egy MI robotméhek rajja meghatározhatja a virágzáshoz vezető legrövidebb utat és a beporzás leghatékonyabb módját” – mondta.
A harvardi RoboBee
A beporzás csak egy alkalmazás Robert Wood, a Harvard Egyetem kutatója mikroelektronikus robotot tervez. Ő és csapata úgy gondolja, hogy hasznos lehet a keresési és mentési műveletekben.
A RoboBee nem volt lehetséges, amíg fel nem találtak egy új gyártási eszközt. A Pop-Up MEMS-nek nevezett pop-up könyvek és origami szolgáltatták az ihletet. A folyamat egy bonyolult rétegezési és hajtogatási folyamatot használ egy kereten belül, amely egyetlen mozdulattal összeállítja a robotokat.
Nagyjából akkora, mint egy amerikai negyed, a RoboBee 2.4 milliméter magas és alig 3.2 uncia alatti súlyú. Egyszerre repül és úszik, és képes fejjel lefelé ülni sík felületeken, statikus elektromossággal. Ezután a Harvard kutatói egy „kaptárt” szeretnének építeni a méhek számára, hogy feltöltsék erejüket.
Wood azt képzeli, hogy a RoboBees rajokban telepíthető, hasonlóan másik találmányukhoz, a Kilobotokhoz. A harvardi kutatók ezeket az apró, autonóm robotokat használják a kollektív mesterséges intelligencia és a raj viselkedésének vizsgálatára.
Robot rover
A WVU prototípus robotizált szállítása egy autonóm modellmérnök hallgatókból származik, amelyeket a NASA 2016-os Sample Return Robot Centennial Challenge versenyének megnyerésére építettek és használtak. A tanulók úgy tervezték meg az autonóm robotot, hogy a területen mozogjon és tárgyakat gyűjtsön le, csak olyan technológia segítségével, amely képes a marsi vagy holdi környezetben működni.
Ennek a robotnak a funkcióját fő kutatója precíziós beporzásnak nevezi.
„Nem érdekel bennünket, hogy pusztán levegőt fújjunk vagy rázzanak a növényekre, hogy beporozzuk őket. Érdekelnek minket az egyes virágok” – mondta Yu Gu, a WVU repülőgép- és gépészmérnöki adjunktusa.
Gu és csapata egy sor lidart és kamerát szerel fel, hogy lehetővé tegye a robotkar számára, hogy megtalálja az egyes virágokat, meghatározza életképességüket, és pollent vigyen fel az egészséges virágokra. A radarhoz hasonlóan a lidar is lézerrel generált fényimpulzusokat használ – hanghullámok helyett – a tárgyak észlelésére.
A WVU üvegházi málnán és szederen teszteli beporzóját. Az a képesség, hogy egy éven belül több bogyógeneráción keresztül tesztelhették a robotot, azt diktálta, hogy beltéri telephelyet használjanak. Ez csak a kutatás első köre; a további fejlesztések a későbbi vizsgálatok során fognak bekövetkezni.
„Először is meg akarjuk mutatni, hogy ez megvalósítható” – mondta Gu.
Eközben …
Entomológusok a Danforth Lab a Cornell Egyetemen úgy gondolják, hogy a bennszülött méhek el tudják viselni a gyümölcsöskert beporzási követelményeinek egy részét, és néhány esetben az összeset. A laboratórium kutatási és tájékoztatási igazgatója, Maria van Dyke elmondta, hogy több New York állam gyümölcsöskertje is van, ahol már nem kaptárakat bérelnek, hanem natív méhbeporzást alkalmaznak.
Ez most nagyon fontos lehet, hiszen minden robotmodell legalább 10 éve van a kereskedelmi forgalomba hozataltól. A Harvard robotja továbbra is az áramforráshoz van kötve, és a japán robot irányítórendszere számára előnyös lehet a GPS és a mesterséges intelligencia hozzáadása.
Gu WVU csapata még nem fejezte be a tervezési fázist. Miután elkészítették a prototípust, üvegházi teszteket hajtanak végre, és minőségi tesztet végeznek a robotizált beporzású gyümölcsökkel a természetes beporzású gyümölccsel szemben.
– David Weinstock, az FGN tudósítója