Số lượng ong mật trên thế giới đang suy giảm nghiêm trọng mà cho đến nay khoa học vẫn chưa thể đảo ngược. Một số nhà khoa học đang nghiên cứu các giải pháp cho thủ phạm - bệnh tật, sâu bệnh, nguồn thức ăn cho ong và thuốc trừ sâu - trong khi những người khác tìm kiếm các giải pháp thay thế cho việc thụ phấn của ong mật.
Ba nhóm nhà khoa học đang xem robot như một phương tiện để giảm sự phụ thuộc vào quá trình thụ phấn của ong mật. Hai trong số họ đã thiết kế những robot bay nhỏ, trong khi người thứ ba đang thiết kế robot có bánh xe.
Cả ba thiết bị đều là nguyên mẫu. Các dự án trên không đã cất cánh, trong khi mô hình trên mặt đất vẫn đang trong giai đoạn thiết kế sớm nhất. Các nhà nghiên cứu của Đại học Harvard đã bắt đầu công việc của họ cách đây 10 năm, trong khi các nhà khoa học tại Nhật Bản Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia gần đây đã tiết lộ một máy thụ phấn trên không không dây có chức năng thu thập và gửi phấn hoa.
Sử dụng một cách tiếp cận có căn cứ hơn, nhóm đa ngành của Đại học West Virginia (WVU) đang thiết kế một robot tự động có bánh xe có khả năng định vị, xác định và thụ phấn cho từng bông hoa.
tờ rơi tiếng Nhật
Được công bố trên tạp chí Chem, thiết bị của Nhật Bản bao gồm một máy bay không người lái nhỏ, không dây có dây đai lông ngựa gắn ở mặt dưới. Đây là thiết bị robot duy nhất đã thực sự thụ phấn cho cây - trong trường hợp này là hoa huệ Nhật Bản trong thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Eijiro Miyako, người phụ trách chính của dự án, đã phủ lên dây đai của robot một loại gel lỏng ion. Ông nói, ILG vẫn dính trong một thời gian dài trong cả môi trường bình thường và khắc nghiệt. Chúng cũng bền và có khả năng chống nước.
Hợp chất này làm tăng diện tích bề mặt có thể sử dụng của dây đai, giúp nó thu thập và giữ lại lượng phấn hoa hữu hiệu trong suốt chuyến bay. Đặc tính ẩm ướt và tĩnh điện của gel làm giảm nguy cơ tổn thương phấn hoa khi dây đai tiếp xúc với nhị hoa và nhụy hoa.
Miyako mô tả nhiệm vụ điều khiển máy bay không người lái để thụ phấn cho hoa là “rất vất vả. Tôi tin rằng một dạng trí tuệ nhân tạo (AI), GPS và máy ảnh có độ phân giải cao sẽ rất hữu ích cho sự phát triển của máy móc trong tương lai,” ông nói trong một cuộc phỏng vấn qua email.
AI cũng có thể cải thiện hành vi thụ phấn của máy bay không người lái.
Ông nói: “Một đàn ong robot AI có thể xác định con đường ngắn nhất để nở hoa và phương tiện thụ phấn hiệu quả nhất”.
RoboBee của Harvard
Thụ phấn chỉ là một ứng dụng Nhà nghiên cứu chính của Đại học Harvard Robert Wood dự đoán về một robot vi điện tử. Ông và nhóm của mình cho rằng nó có thể hữu ích trong các hoạt động tìm kiếm và cứu hộ.
Xây dựng RoboBee là không thể cho đến khi họ phát minh ra một phương tiện sản xuất mới. Được gọi là MEMS Pop-Up, sách pop-up và origami đã mang lại nguồn cảm hứng. Quá trình này sử dụng quy trình xếp lớp và gấp phức tạp trong một khung để lắp ráp các robot theo một chuyển động duy nhất.
Có kích thước gần bằng một đồng 2.4 xu ở Mỹ, RoboBee cao 3.2 mm và nặng chỉ dưới XNUMX ounce. Nó vừa bay, vừa bơi và có thể đậu lộn ngược trên các bề mặt phẳng nhờ sử dụng tĩnh điện. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu của Harvard muốn xây dựng một “tổ ong” để ong nạp lại năng lượng.
Wood hình dung RoboBees được triển khai theo bầy đàn, tương tự như một phát minh khác của họ, Kilobots. Các nhà nghiên cứu của Harvard sử dụng những robot tự động nhỏ bé này để điều tra AI tập thể và hành vi của bầy đàn.
Robot tự hành
Nguyên mẫu WVU bắt nguồn từ phương tiện vận chuyển robot từ một mô hình kỹ thuật tự động mà các sinh viên kỹ thuật đã chế tạo và sử dụng để giành chiến thắng trong Thử thách trăm năm về robot trả mẫu năm 2016 của NASA. Học sinh đã thiết kế robot tự động để di chuyển quanh cánh đồng và lấy đồ vật chỉ bằng công nghệ có khả năng hoạt động trong môi trường sao Hỏa hoặc mặt trăng.
Chức năng của robot này được nhà nghiên cứu chính của nó gọi là thụ phấn chính xác.
“Chúng tôi không quan tâm đến việc chỉ thổi không khí hay lắc cây để chúng được thụ phấn. Chúng tôi quan tâm đến việc xử lý từng bông hoa,” cho biết Yu Gu, trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ của WVU.
Gu và nhóm của anh ấy sẽ lắp một loạt lidar và camera để cho phép cánh tay robot xác định vị trí của từng bông hoa, xác định khả năng sống sót của chúng và bón phấn cho những bông hoa khỏe mạnh. Tương tự như radar, lidar sử dụng các xung ánh sáng do tia laser tạo ra – thay vì sóng âm thanh – để phát hiện vật thể.
WVU sẽ thử nghiệm tác nhân thụ phấn trên quả mâm xôi và quả mâm xôi trong nhà kính. Khả năng thử nghiệm robot qua nhiều thế hệ quả mọng trong vòng một năm cho thấy họ phải sử dụng địa điểm trong nhà. Đây chỉ là vòng nghiên cứu đầu tiên; sẽ phát triển hơn nữa trong các nghiên cứu tiếp theo.
Gu nói: “Trước tiên, chúng tôi muốn chứng minh rằng điều đó có thể thực hiện được.
Trong lúc đó …
Các nhà côn trùng học tại Phòng thí nghiệm Danforth tại Đại học Cornell tin rằng ong bản địa có thể gánh vác một phần, và trong một số trường hợp, tất cả các yêu cầu thụ phấn của vườn cây ăn quả. Giám đốc nghiên cứu và tiếp cận cộng đồng của phòng thí nghiệm, Maria van Dyke, cho biết có một số vườn cây ăn trái ở bang New York không còn thuê tổ mà thay vào đó sử dụng phương pháp thụ phấn của ong bản địa.
Điều này có thể khá quan trọng hiện nay vì mỗi mẫu robot đều phải mất ít nhất 10 năm mới được tung ra thị trường. Robot của Harvard vẫn được kết nối với nguồn điện và hệ thống hướng dẫn của robot Nhật Bản có thể được hưởng lợi từ việc bổ sung GPS và trí tuệ nhân tạo.
Nhóm WVU của Gu vẫn chưa hoàn thành giai đoạn lập kế hoạch. Sau khi chế tạo được nguyên mẫu, họ sẽ tiến hành chạy thử nghiệm trong nhà kính và kiểm tra chất lượng trái cây được thụ phấn bằng robot so với trái cây được thụ phấn tự nhiên.
— David Weinstock, phóng viên của FGN