Възходът на пчелите роботи: Какво е биоимитиращо опрашване и как науката се справя с намаляващия брой пчелни видове

10.02.2024 г.7 мин.

Инженерни истории

В света има над 20 000 вида пчели, включително медоносната пчела. Освен че участват в процесите на поленизацията, те демонстрират изключителни умения, като да представят по между си информация за обем, размер и разстояние. Но редиците на многобройните опитомени медоносни пчели, както и много други видове, намаляват забележително през последните години. Затова, освен в усилия в посока опазване на пчелното многообразие, учените вече са насочили вниманието си и към развитие на алтернативни технологични решения.

Потенциалните причини за намаляването на пчелите включват селскостопански практики, унищожаване на тревни и градински площи, използване на пестициди, изменение на климата и други. Ако пчелите наистина изчезнат, съществува реален риск да загубим всички растения, които те опрашват, както и животните, които се хранят с тях. Този процес ще нанесе непоправима вреда по цялата хранителната верига.

Научнопопулярни поредици, Sci-Fi книги и филми многократно засягат темата. Пример е липсващото разнообразие на растителни култури в „Interstellar”, пчелите роботи в „Black Mirror”, „Vanishing of the Bees” и други.

За да компенсират намаляването на популациите на пчелите, учени и инженери се насочват към технологични решения, които се различават по вид и функционалност.

Първият дрон полинатор

През 2017 г. химикът Ейджиро Мияко създава първия дрон полинатор. Тъй като малкият и гладък пластмасов корпус не би могъл да задържа полен по повърхността си, устройството е снабдено с четка от конски косми и лепкав гел.

Дронът е управляван ръчно и разработката не е позволявала самостоятелна работа. В тази първоначална конфигурация липсват допълнителен софтуер и система за навигация.

Роботът FAIRY (Flying Aero-robots)

Една изключителна разработка е роботът FAIRY, който реагира на светлина и тежи впечатляващите 1.2 mg. Проектът е вдъхновен и базиран на семената на глухарчето. 

FAIRY може да се захранва и контролира от източник на светлина, като лазерен лъч или LED. Свръхлекият бот е предназначен да се движи по вятъра, като има потенциала да се разпръсне на големи разстояния. Крилата на дрона представляват мъхеста нишка, с отделни влакна с дебелина 14 µ.

Проектът стартира през септември 2021 г. и е планиран да продължи до август 2026 г.

Вертикални ферми и дронове на закрито

Бурната индустрия на т.нар. роботизирани полинатори насочва погледа си към фермите на закрито.

Първата в света търговска вертикална ферма отвори врати в Сингапур през 2012 г. С помощта на устойчиви системи като хидропоника, както и изкуствен интелект, внимателно се наблюдава растежа на растенията и използването на вода. Редица експерти твърдят, че тези футуристични ферми могат да се справят с изхранването на постоянно нарастващото население, като от уравнението се изведе огромния земен и воден отпечатък на конвенционалните операции.

Към момента вертикалните ферми генерират ограничена продукция – основно някои видове зеленчуци и билки. Тези култури изискват по-малко вода и се отглеждат по-лесно в условия на закрито.

Един от основните проблеми на вертикалните ферми са именно трудностите при изработване на изкуствени полинатори. „Въпреки че повечето изследвания все още се фокусират върху разработване и подобрение на машини за бране на продукцията, повече екипи сега се стремят да автоматизират и опрашването”, коментира Махла Неджати, научен сътрудник в Университета на Оукланд, Нова Зеландия.

За изграждането на широко използваеми изкуствени опрашители, най-големият проблем идва от разнообразието на култури и цветя, както и различните им специфики.

Сидхарт Джадхав, който първоначално изучава аеродинамика на дронове в Националния университет на Сингапур, основава Polybee през 2019 г. Компанията се занимава с адаптацията на широко достъпни мини дронове за различни видове селскостопански операции на закрито, включително вертикални ферми и оранжерии. Задвижваният от AI софтуер на Polybee инструктира дронове, оборудвани със сензори, които летят близо до растенията. Опрашването се случва, когато дроновете внимателно раздвижват въздуха, като вибрацията не е прекалено силна за самите култури. Така успешно се разнася прашец от цветовете.

Arugga, компания базирана в Израел, също продава „ботове“ на оранжерии за домати. Тази компания предлага наземен робот, който се движи между редовете растения и изпуска струи въздух, за да подтикне опрашването. Процесът е предимно автономен, но все още е необходим човешки оператор, който да навигира робота между редовете.

Други форми и функции

Съществуват различни проекти и разработки, като някои от роботите не летят или функцията им е насочена към подобряване здравето на пчелите в кошерите.

През последните години редица компании вече предлагат разработките си свободно на пазара, като постигат значими успех. Дава се възможност за растеж и продукция от култури в региони, където естествените полинатори са малко или липсват. Технологията на BloomX например се използва за подпомагане на отглеждането на авокадо, както и на боровинки в Южна Америка.  Bluewhite Robotics използва дронове за опрашване на финикови палми в района на Араба, ябълки в Северен Израел и бадемови градини в Калифорния.

Технологичните постижения обаче не ни освобождават от реалната опасност пчелите да изчезнат като вид, нито от отговорността за предприемане на мерки. Опазването на малките насекоми е важна част от съхранението на биоразнообразието и естествените процеси в природата.

Източник на информация: nwf.org, sciencealert.com, scientificamerican.com

Източник на снимковия материал: scientificamerican.com, sciencealert.com,  canva.com

Тагове: аграрна промишленост, роботи, роботизация