Svetová populácia včiel je v strmom poklese, ktorý veda doteraz nedokázala zvrátiť. Niektorí vedci pracujú na riešeniach pre vinníkov – choroby, škodcov, dostupnosť včelieho krmiva a pesticídy – zatiaľ čo iní hľadajú alternatívy k opeľovaniu včiel.
Tri tímy vedcov skúmajú robotiku ako prostriedok na zníženie závislosti od opeľovania včelami. Dvaja z nich navrhli malých lietajúcich robotov, zatiaľ čo tretí navrhuje kolesového robota.
Všetky tri zariadenia sú prototypy. Letecké projekty už dostali krídla, zatiaľ čo pozemný model je stále vo svojej najskoršej fáze návrhu. Výskumníci z Harvardskej univerzity začali svoju prácu pred 10 rokmi, zatiaľ čo vedci z Japonska Národný inštitút pokročilých priemyselných vied a technológií nedávno predstavila bezdrôtový letecký opeľovač, ktorý zbiera a ukladá peľ.
Multidisciplinárny tím West Virginia University (WVU) s použitím pevnejšieho prístupu navrhuje autonómneho robota na kolesách, ktorý je schopný lokalizovať, identifikovať a opeľovať jednotlivé kvety.
Japonský leták
Japonské zariadenie, ohlásené v odbornom časopise Chem, pozostáva z malého bezdrôtového dronu s remeňom z konských vlasov pripevneným na spodnej strane. Je to jediné robotické zariadenie, ktoré skutočne opelilo rastlinu – v tomto prípade japonskú ľaliu v laboratórnom teste.
Eijiro Miyako, vedúci kontakt projektu, pokryl pás robota iónovým tekutým gélom. ILG zostávajú lepkavé po dlhú dobu v normálnom aj drsnom prostredí, povedal. Sú tiež odolné a vodeodolné.
Zmes zväčšila využiteľnú plochu pásu, čo mu pomohlo zhromaždiť a udržať množstvo životaschopného peľu počas letu. Vlhkosť a elektrostatické vlastnosti gélu znižujú pravdepodobnosť poškodenia peľom pri kontakte pásu s tyčinkami a piestikmi.
Miyako opísala úlohu pilotovania dronu na opeľovanie kvetov ako „veľmi náročnú. Verím, že určitá forma umelej inteligencie (AI), GPS a kamery s vysokým rozlíšením by boli veľmi užitočné pre vývoj budúcich strojov,“ povedal v e-mailovom rozhovore.
AI by tiež mohla zlepšiť správanie pri opeľovaní dronmi.
„Roj robotických včiel s umelou inteligenciou by mohol určiť najkratšiu cestu ku kvetom a najefektívnejší spôsob opeľovania,“ povedal.
RoboBee z Harvardu
Opeľovanie je len jedna aplikácia Robert Wood, vedúci výskumník Harvardskej univerzity predpoklady pre mikroelektronický robot. On a jeho tím si myslia, že by to mohlo byť užitočné pri pátracích a záchranných operáciách.
Budovanie RoboBee nebolo možné, kým nevynašli nový spôsob výroby. Inšpiráciou boli pop-up knihy a origami. Tento proces využíva prepracovaný proces vrstvenia a skladania v rámci rámu, ktorý zostavuje roboty jediným pohybom.
RoboBee, zhruba o veľkosti americkej štvrtiny, je vysoký 2.4 milimetra a váži tesne pod 3.2 unce. Lieta aj pláva a môže sedieť hlavou dolu na rovných povrchoch pomocou statickej elektriny. Ďalej chcú vedci z Harvardu postaviť „úľ“ pre včely, aby si dobili energiu.
Wood si predstavuje RoboBees rozmiestnené v rojoch, podobne ako ďalší z ich vynálezov, Kiloboty. Výskumníci z Harvardu používajú tieto malé autonómne roboty na skúmanie kolektívnej AI a správania roja.
Robotický rover
Prototyp WVU odvodzuje svoju robotickú dopravu z autonómneho modelu inžinierstva, ktorý študenti vytvorili a použili na víťazstvo v súťaži NASA 2016 Sample Return Robot Centennial Challenge. Študenti navrhli autonómneho robota, aby sa pohyboval po poli a získaval predmety iba pomocou technológie schopnej fungovať v prostredí Marsu alebo Mesiaca.
Funkcia tohto robota je to, čo jeho hlavný výskumník nazýva presné opelenie.
„Nezaujíma nás len fúkanie vzduchu alebo otriasanie rastlín, aby sa opelili. Máme záujem zaoberať sa jednotlivými kvetmi,“ povedal Yu Gu, odborný asistent pre letectvo a strojárstvo WVU.
Gu a jeho tím namontujú rad lidarov a kamier, aby umožnili robotickému ramenu lokalizovať jednotlivé kvety, určiť ich životaschopnosť a aplikovať peľ na zdravé kvety. Podobne ako radar, aj lidar používa laserom generované svetelné impulzy – namiesto zvukových vĺn – na detekciu objektov.
WVU otestuje svojho opeľovača na skleníkových malinách a černiciach. Schopnosť otestovať robota na viacerých generáciách bobúľ v priebehu jedného roka diktovala, že používajú vnútorný priestor. Toto je len prvé kolo výskumu; ďalší vývoj sa uskutoční v nasledujúcich štúdiách.
"Najskôr chceme ukázať, že je to uskutočniteľné," povedal Gu.
Medzitým …
Entomológovia na Danforth Lab na Cornell University verí, že pôvodné včely môžu niesť niektoré a v niekoľkých prípadoch aj všetky požiadavky na opelenie v sade. Vedúca laboratória pre výskum a dosah, Maria van Dyke, uviedla, že existuje niekoľko sadov v štáte New York, ktoré už neprenajímajú úle, ale namiesto toho používajú pôvodné včelie opeľovanie.
To môže byť teraz dosť dôležité, pretože každý z modelov robotov je minimálne 10 rokov od komerčného uvedenia na trh. Harvardský robot je stále pripútaný k svojmu zdroju energie a navádzací systém japonského robota by mohol ťažiť z pridania GPS a umelej inteligencie.
Guov tím WVU ešte neukončil fázu plánovania. Po skonštruovaní prototypu vykonajú testy v skleníku a testujú kvalitu robotického opeleného ovocia oproti prirodzene opelenému ovociu.
— David Weinstock, korešpondent FGN