Maailman mehiläispopulaatio on jyrkässä laskussa, jota tiede ei ole toistaiseksi pystynyt kääntämään. Jotkut tutkijat etsivät ratkaisuja syyllisiin - sairauksiin, tuholaisiin, mehiläisrehun saatavuuteen ja torjunta-aineisiin -, kun taas toiset etsivät vaihtoehtoja mehiläisten pölytykselle.
Kolme tutkijaryhmää tarkastelee robotiikkaa keinona vähentää riippuvuutta mehiläisten pölytyksestä. Kaksi heistä on suunnitellut pieniä lentäviä robotteja, kun taas kolmas suunnittelee pyörillä varustettua robottia.
Kaikki kolme laitetta ovat prototyyppejä. Ilmaprojektit ovat jo päässeet vauhtiin, kun taas maan päällä oleva malli on vielä varhaisimmassa suunnitteluvaiheessa. Harvardin yliopiston tutkijat aloittivat työnsä 10 vuotta sitten, kun taas tutkijat Japanissa Kansallinen kehittyneen teollisuuden tieteen ja tekniikan instituutti julkisti äskettäin langattoman pölyttimen, joka kerää ja kerää siitepölyä.
Länsi-Virginia Universityn (WVU) monitieteinen tiimi suunnittelee maadoitettua lähestymistapaa käyttämällä itsenäistä, pyörillä varustettua robottia, joka pystyy paikantamaan, tunnistamaan ja pölyttämään yksittäisiä kukkia.
Japanilainen lehtinen
Chemissä, vertaisarvioidussa lehdessä, julkistettu japanilainen laite koostuu pienestä langattomasta dronista, jonka alapuolelle on kiinnitetty hevosen jouhvyö. Se on ainoa robottilaite, joka on todella pölyttänyt kasvin – tässä tapauksessa japanilaisen liljan laboratoriotestissä.
Projektin johtokontakti Eijiro Miyako pinnoitti robotin vyön ionisella nestemäisellä geelillä. ILG:t pysyvät tahmeina pitkään sekä normaaleissa että ankarissa ympäristöissä, hän sanoi. Ne ovat myös kestäviä ja vedenpitäviä.
Seos lisäsi vyön käyttökelpoista pinta-alaa, mikä auttoi sitä keräämään ja säilyttämään elinkelpoisia siitepölymääriä lennon aikana. Geelin kosteus ja sähköstaattiset ominaisuudet vähentävät siitepölyvaurioiden mahdollisuutta, kun hihna koskettaa heteitä ja emiä.
Miyako kuvaili tehtävää ohjata dronea pölyttämään kukkia "erittäin vaikeaksi. Uskon, että tekoäly, GPS ja korkearesoluutioiset kamerat olisivat erittäin hyödyllisiä tulevaisuuden koneiden kehittämisessä", hän sanoi sähköpostihaastattelussa.
Tekoäly voisi myös parantaa drone-pölyttämiskäyttäytymistä.
"Tekoälyrobottimehiläisparvi voisi määrittää lyhimmän polun kukkiin ja tehokkaimman pölytystavan", hän sanoi.
Harvardin RoboBee
Pölytys on vain yksi sovellus Harvardin yliopiston johtava tutkija Robert Wood ennakoi mikroelektronisen robotin. Hän ja hänen tiiminsä uskovat, että siitä voi olla hyötyä etsintä- ja pelastusoperaatioissa.
Rakennus RoboBee ei ollut mahdollista ennen kuin he keksivät uuden valmistustavan. Ponnahduskirjat ja origami antoivat inspiraation nimeltä Pop-Up MEMS. Prosessi käyttää monimutkaista kerros- ja taittoprosessia kehyksessä, joka kokoaa robotit yhdellä liikkeellä.
Suunnilleen Yhdysvaltain neljänneksen kokoinen RoboBee on 2.4 millimetriä pitkä ja painaa hieman alle 3.2 unssia. Se sekä lentää että ui ja voi istua ylösalaisin tasaisilla pinnoilla käyttämällä staattista sähköä. Seuraavaksi Harvardin tutkijat haluavat rakentaa "pesän" mehiläisille lataamaan voimansa.
Wood kuvittelee RoboMehiläisten leviävän parveihin, jotka ovat samanlaisia kuin toinen heidän keksintönsä, Kilobotit. Harvardin tutkijat käyttävät näitä pieniä, autonomisia robotteja tutkiakseen kollektiivista tekoälyä ja parvien käyttäytymistä.
Robotti rover
WVU-prototyyppi on saanut robottikuljetuksensa itsenäisestä mallitekniikan opiskelijoista, jotka on rakennettu ja käytetty NASAn vuoden 2016 Sample Return Robot Centennial Challenge -haasteen voittamiseen. Opiskelijat suunnittelivat autonomisen robotin liikkumaan kentällä ja hakemaan esineitä käyttämällä vain teknologiaa, joka pystyy toimimaan Marsin tai Kuun ympäristössä.
Tämän robotin toimintoa sen päätutkija kutsuu tarkkuuspölytykseksi.
”Meitä ei kiinnosta vain puhaltaa ilmaa tai ravistaa kasveja niiden pölyttämiseksi. Olemme kiinnostuneita käsittelemään yksittäisiä kukkia", sanoi Yu Gu, WVU:n ilmailu- ja konetekniikan apulaisprofessori.
Gu ja hänen tiiminsä asentavat joukon lidareita ja kameroita, jotta robottikäsivarsi voi paikantaa yksittäisiä kukkia, määrittää niiden elinkelpoisuuden ja levittää siitepölyä terveisiin kukkoihin. Kuten tutka, lidar käyttää laserilla luotuja valopulsseja - ääniaaltojen sijaan - kohteiden havaitsemiseen.
WVU testaa pölyttäjäänsä kasvihuonevadelmilla ja karhunvatukoilla. Mahdollisuus testata robottia useiden marjasukupolvien aikana yhden vuoden aikana johti siihen, että he käyttävät sisätilaa. Tämä on vasta ensimmäinen tutkimuskierros; jatkokehitys tapahtuu myöhemmissä tutkimuksissa.
"Haluamme näyttää ensin, että se on mahdollista", Gu sanoi.
Sillä välin …
Entomologit osoitteessa Danforth Lab Cornellin yliopistossa uskovat, että kotoperäiset mehiläiset voivat täyttää osan, ja joissakin tapauksissa, kaikki hedelmätarhan pölytysvaatimukset. Laboratorion tutkimus- ja lähetysjohtaja Maria van Dyke sanoi, että New Yorkin osavaltiossa on useita hedelmätarhoja, jotka eivät enää vuokraa mehiläispesiä, vaan käyttävät sen sijaan alkuperäistä mehiläispölytystä.
Tämä voi olla varsin tärkeää nyt, koska jokainen robottimalli on vähintään 10 vuotta kaupallisesta julkaisusta. Harvardin robotti on edelleen kytkettynä virtalähteeseensä, ja japanilaisen robotin ohjausjärjestelmä voisi hyötyä GPS:n ja tekoälyn lisäämisestä.
Gu:n WVU-tiimi ei ole vielä valmistunut suunnitteluvaiheeseensa. Kun prototyyppi on rakennettu, he tekevät kasvihuonekoeajoja ja laaduntestauksen robottipölytetyistä hedelmistä luonnollisesti pölyttyneitä hedelmiä vastaan.
— David Weinstock, FGN:n kirjeenvaihtaja