Популацията на медоносните пчели в света е в рязък спад, който науката досега не е успяла да обърне. Някои учени работят върху решения на виновниците – болести, вредители, наличност на пчелен фураж и пестициди – докато други търсят алтернативи на опрашването с медоносни пчели.
Три екипа от учени разглеждат роботиката като средство за намаляване на зависимостта от опрашването на пчелите. Двама от тях са проектирали малки, летящи роботи, докато трети проектира робот с колела.
И трите устройства са прототипи. Въздушните проекти вече са пуснати в действие, докато наземният модел все още е в най-ранната си фаза на проектиране. Изследователите от Харвардския университет започнаха своята работа преди 10 години, докато учените от Япония Национален институт за напреднали индустриални науки и технологии наскоро представи безжичен въздушен опрашител, който събира и отлага прашец.
Използвайки по-обоснован подход, мултидисциплинарният екип на Университета на Западна Вирджиния (WVU) проектира автономен робот с колела, който е в състояние да локализира, идентифицира и опрашва отделни цветове.
Японски флаер
Обявено в Chem, рецензирано списание, японското устройство се състои от малък безжичен дрон с колан от конски косми, прикрепен към долната му страна. Това е единственото роботизирано устройство, което действително е опрашило растение – в този случай японска лилия в лабораторен тест.
Ейджиро Мияко, водещ контакт на проекта, покри колана на робота с йонен течен гел. ILGs остават лепкави за дълго време както в нормални, така и в сурови среди, каза той. Освен това са издръжливи и водоустойчиви.
Съединението увеличава използваемата повърхност на колана, което му помага да събира и задържа жизнеспособни количества полени по време на полет. Влажността и електростатичните свойства на гела намаляват шансовете за увреждане на полените, когато коланът влезе в контакт с тичинките и плодниците.
Мияко описа задачата да пилотира дрона за опрашване на цветя като „много трудна. Вярвам, че форма на изкуствен интелект (AI), GPS и камери с висока разделителна способност биха били много полезни за разработването на бъдещи машини“, каза той в интервю по имейл.
AI може също да подобри поведението на опрашване с дронове.
„Ряк от AI роботизирани пчели може да определи най-краткия път до цъфтежа и най-ефективния начин за опрашване“, каза той.
RoboBee от Харвард
Опрашването е само едно приложение Главният изследовател на Харвардския университет Робърт Ууд предвижда микроелектронен робот. Той и екипът му смятат, че това може да бъде полезно при операции по търсене и спасяване.
Изграждане на RoboBee не беше възможно, докато не изобретиха ново средство за производство. Наречен Pop-Up MEMS, изскачащи книги и оригами предоставиха вдъхновение. Процесът използва сложен процес на наслояване и сгъване в рамка, която сглобява роботи с едно движение.
Приблизително с размерите на квартал в САЩ, RoboBee е висок 2.4 милиметра и тежи малко под 3.2 унции. Той едновременно лети и плува и може да кацне с главата надолу върху плоски повърхности, използвайки статично електричество. След това изследователите от Харвард искат да построят „кошер“, за да презаредят енергията на пчелите.
Wood предвижда RoboBees, разположени на рояци, подобно на друго тяхно изобретение, Kilobots. Изследователите от Харвард използват тези малки, автономни роботи, за да изследват колективния ИИ и поведението на рояк.
Роботизиран роувър
Прототипът на WVU извлича своя роботизиран транспорт от автономен модел на студенти по инженерство, конструиран и използван, за да спечелят предизвикателството на НАСА за връщане на проби от стогодишния робот през 2016 г. Студентите са проектирали автономния робот да се движи из поле и да извлича обекти, използвайки само технология, способна да работи в марсианска или лунна среда.
Функцията на този робот е това, което неговият главен изследовател нарича прецизно опрашване.
„Не се интересуваме просто от издухване на въздух или разклащане на растения, за да ги опрашим. Интересуваме се да се занимаваме с отделни цветя“, каза Ю Гу, асистент по аерокосмическо и машинно инженерство на WVU.
Гу и неговият екип ще монтират набор от лидари и камери, за да позволят на роботизирана ръка да локализира отделни цветя, да определи тяхната жизнеспособност и да приложи цветен прашец към здрави цветове. Подобно на радара, лидарът използва лазерно генерирани светлинни импулси – вместо звукови вълни – за откриване на обекти.
WVU ще тества своя опрашител върху оранжерийни малини и къпини. Възможността да се тества робота върху множество поколения горски плодове в рамките на една година наложи използването на закрито място. Това е само първият кръг от изследвания; по-нататъшно развитие ще има в следващите проучвания.
„Първо искаме да покажем, че е осъществимо“, каза Гу.
Междувременно …
Ентомолозите в Лаборатория Данфорт в университета Корнел вярват, че местните пчели могат да поемат някои, а в няколко случая и всички изисквания за опрашване на една овощна градина. Директорът на лабораторията за изследвания и популяризиране, Мария ван Дайк, каза, че има няколко овощни градини в щата Ню Йорк, които вече не наемат кошери, а вместо това използват местно пчелно опрашване.
Това може да е много важно сега, тъй като всеки от моделите на роботи е поне 10 години след търговското пускане. Роботът на Харвард все още е свързан към своя източник на енергия и системата за насочване на японския робот може да се възползва от добавянето на GPS и изкуствен интелект.
Екипът на WVU на Gu все още не е завършил своята фаза на планиране. След като бъде конструиран прототип, те ще извършат тестове в оранжерии и ще тестват качеството на роботизирани опрашени плодове спрямо естествено опрашени плодове.
— Дейвид Уайнсток, кореспондент на FGN