Světová populace včel je na strmém poklesu, který věda zatím nedokázala zvrátit. Někteří vědci pracují na řešení viníků – nemocí, škůdců, dostupnosti včelího krmiva a pesticidů – zatímco jiní hledají alternativy k opylování včelami.
Tři týmy vědců zkoumají robotiku jako prostředek ke snížení závislosti na opylování včelami. Dva z nich navrhli malé létající roboty, zatímco třetí navrhuje robota na kolech.
Všechna tři zařízení jsou prototypy. Letecké projekty již dostaly křídla, zatímco pozemní model je stále ve své nejranější fázi návrhu. Výzkumníci z Harvardské univerzity začali svou práci před 10 lety, zatímco vědci z Japonska Národní institut pokročilé průmyslové vědy a technologie nedávno představila bezdrátový letecký opylovač, který sbírá a ukládá pyl.
Multidisciplinární tým West Virginia University (WVU) za použití pevnějšího přístupu navrhuje autonomního robota na kolech, který je schopen lokalizovat, identifikovat a opylovat jednotlivé květy.
Japonský leták
Japonské zařízení, ohlášené v Chem, recenzovaném časopise, sestává z malého bezdrátového dronu s pásem z koňských žíní připevněným na spodní straně. Je to jediné robotické zařízení, které skutečně opylovalo rostlinu – v tomto případě japonskou lilii v laboratorním testu.
Eijiro Miyako, hlavní kontakt projektu, pokryl pás robota iontovým tekutým gelem. ILG zůstávají lepkavé po dlouhou dobu v normálním i drsném prostředí, řekl. Jsou také odolné a voděodolné.
Směs zvětšila využitelnou plochu pásu, což mu pomohlo shromáždit a udržet životaschopné množství pylu během letu. Vlhkost a elektrostatické vlastnosti gelu snižují pravděpodobnost poškození pylem při kontaktu pásu s tyčinkami a pestíky.
Miyako popsala úkol pilotovat dron k opylování květin jako „velmi obtížný. Věřím, že určitá forma umělé inteligence (AI), GPS a kamery s vysokým rozlišením by byly velmi užitečné pro vývoj budoucích strojů,“ řekl v e-mailovém rozhovoru.
AI by také mohla zlepšit chování při opylování drony.
"Roj robotických včel s umělou inteligencí by mohl určit nejkratší cestu ke květům a nejúčinnější způsob opylení," řekl.
RoboBee z Harvardu
Opylení je jen jedna aplikace Robert Wood, vedoucí výzkumník Harvardské univerzity předpokládá mikroelektronického robota. On a jeho tým si myslí, že by to mohlo být užitečné při pátracích a záchranných operacích.
Budování RoboBee nebylo možné, dokud nevynalezli nový způsob výroby. Inspirací byly pop-up knihy a origami s názvem Pop-Up MEMS. Tento proces využívá propracovaný proces vrstvení a skládání v rámci rámu, který sestavuje roboty jediným pohybem.
Zhruba o velikosti americké čtvrtiny je RoboBee 2.4 milimetru vysoký a váží těsně pod 3.2 unce. Létá i plave a dokáže sedět hlavou dolů na rovném povrchu pomocí statické elektřiny. Dále chtějí vědci z Harvardu postavit „úl“, aby si včely dobily energii.
Wood si představuje RoboBees nasazené v rojích, podobně jako další jejich vynález, Kiloboti. Výzkumníci z Harvardu používají tyto malé, autonomní roboty ke zkoumání kolektivní umělé inteligence a chování roje.
Robotický rover
Prototyp WVU odvozuje svůj robotický transport od autonomního modelu inženýrství, který studenti postavili a použili k vítězství v soutěži NASA 2016 Sample Return Robot Centennial Challenge. Studenti navrhli autonomního robota, aby se pohyboval po poli a získával předměty pouze pomocí technologie schopné provozu v prostředí Marsu nebo Měsíce.
Funkce tohoto robota je to, co jeho hlavní vyšetřovatel nazývá přesné opylení.
"Nezajímá nás jen foukání vzduchu nebo třesení rostlin, abychom je nechali opylovat." Máme zájem zabývat se jednotlivými květinami,“ řekl Yu Gu, odborný asistent pro letectví a strojírenství WVU.
Gu a jeho tým namontují řadu lidarů a kamer, které umožní robotickému rameni lokalizovat jednotlivé květiny, určit jejich životaschopnost a aplikovat pyl na zdravé květy. Podobně jako radar používá lidar k detekci objektů laserem generované světelné pulzy – namísto zvukových vln.
WVU otestuje svého opylovače na skleníkových malinách a ostružinách. Schopnost otestovat robota na více generacích bobulí během jediného roku diktovala, že používají vnitřní prostory. Toto je jen první kolo výzkumu; k dalšímu vývoji dojde v následujících studiích.
"Chceme nejprve ukázat, že je to proveditelné," řekl Gu.
Mezitím …
Entomologové na Danforth Lab na Cornell University věří, že původní včely mohou nést některé a v několika případech všechny požadavky sadu na opylení. Ředitelka výzkumu a osvěty laboratoře, Maria van Dyke, uvedla, že existuje několik sadů ve státě New York, které již nepronajímají úly, ale místo toho využívají přirozené opylování včelami.
To může být nyní docela důležité, protože každý z modelů robotů je minimálně 10 let od komerčního uvedení. Harvardův robot je stále připoután ke svému zdroji energie a naváděcí systém japonského robota by mohl těžit z přidání GPS a umělé inteligence.
Guův tým WVU ještě nedokončil svou plánovací fázi. Jakmile bude prototyp vyroben, provedou skleníkové testy a otestují kvalitu robotického opylovaného ovoce proti přirozeně opylovanému ovoci.
— David Weinstock, zpravodaj FGN