Verdens honningbibestand er i et stejlt fald, som videnskaben hidtil ikke har været i stand til at vende. Nogle forskere arbejder på løsninger på synderne - sygdomme, skadedyr, tilgængelighed af bifoder og pesticider - mens andre leder efter alternativer til honningbibestøvning.
Tre hold af videnskabsmænd ser på robotteknologi som et middel til at reducere afhængigheden af honningbibestøvning. To af dem har designet små, flyvende robotter, mens en tredje designer en robot med hjul.
Alle tre enheder er prototyper. Luftprojekterne har allerede taget vinger, mens den jordbaserede model stadig er i sin tidligste designfase. Forskere fra Harvard University begyndte deres arbejde for 10 år siden, mens videnskabsmænd ved Japans National Institute of Advanced Industrial Science and Technology for nylig afsløret en trådløs luftbestøver, der opsamler og afsætter pollen.
Ved at bruge en mere funderet tilgang designer West Virginia Universitys (WVU) multidisciplinære team en autonom robot på hjul, der er i stand til at lokalisere, identificere og bestøve individuelle blomster.
Japansk flyer
Meddelt i Chem, et fagfællebedømt tidsskrift, består den japanske enhed af en lille, trådløs drone med et hestehårsbælte fastgjort til undersiden. Det er den eneste robotanordning, der rent faktisk har bestøvet en plante - i dette tilfælde en japansk lilje i en laboratorietest.
Eijiro Miyako, projektets hovedkontakt, coated robottens bælte med en ionisk flydende gel. ILG'er forbliver klæbrige i lang tid i både normale og barske miljøer, sagde han. De er også holdbare og vandafvisende.
Sammensætningen øgede bæltets anvendelige overfladeareal, hvilket hjalp det med at opsamle og fastholde levedygtige pollenmængder under flyvning. Gelens våde og elektrostatiske egenskaber reducerer chancerne for pollenskader, når bæltet kommer i kontakt med støvdragere og pistiller.
Miyako beskrev opgaven med at pilotere dronen for at bestøve blomster som "meget hård. Jeg tror på, at en form for kunstig intelligens (AI), GPS og højopløsningskameraer ville være meget nyttige til udviklingen af fremtidige maskiner,” sagde han i et e-mailinterview.
AI kunne også forbedre dronebestøvningsadfærd.
"En sværm af AI-robotbier kunne bestemme den korteste vej til blomster og det mest effektive middel til bestøvning," sagde han.
Harvards RoboBee
Bestøvning er kun én anvendelse Harvard University leder forsker Robert Wood forudser en mikroelektronisk robot. Han og hans team tror, at det kan være nyttigt i eftersøgnings- og redningsoperationer.
Bygning af RoboBee var ikke muligt, før de opfandt et nyt fremstillingsmiddel. Kaldet Pop-Up MEMS, pop-up bøger og origami gav inspiration. Processen bruger en omfattende lagdeling og foldeproces inden for en ramme, der samler robotter i en enkelt bevægelse.
Omtrent på størrelse med en amerikansk fjerdedel er RoboBee 2.4 millimeter høj og vejer lige under 3.2 ounce. Den både flyver og svømmer og kan sidde på hovedet på flade overflader ved hjælp af statisk elektricitet. Dernæst vil Harvard-forskerne bygge et "bisted" til bierne for at genoplade deres kraft.
Wood forestiller sig RoboBees indsat i sværme, svarende til en anden af deres opfindelser, Kilobots. Harvard-forskere bruger disse små, autonome robotter til at undersøge kollektiv AI og sværmadfærd.
Robot rover
WVU-prototypen henter sin robottransport fra en autonom modelingeniørstuderende bygget og brugt til at vinde NASAs 2016 Sample Return Robot Centennial Challenge. Studerende designede den autonome robot til at bevæge sig rundt i en mark og hente genstande kun ved hjælp af teknologi, der er i stand til at fungere i et Mars- eller månemiljø.
Denne robots funktion er, hvad dens hovedforsker kalder præcisionsbestøvning.
"Vi er ikke interesseret i bare at blæse luft eller ryste planter for at få dem bestøvet. Vi er interesserede i at beskæftige os med individuelle blomster,” sagde Yu Gu, WVU rumfarts- og maskinteknisk assisterende professor.
Gu og hans team vil montere en række lidarer og kameraer for at gøre det muligt for en robotarm at lokalisere individuelle blomster, bestemme deres levedygtighed og anvende pollen på sunde blomster. I lighed med radar bruger lidar lasergenererede lysimpulser – i stedet for lydbølger – til at detektere genstande.
WVU vil teste sin bestøver på drivhushindbær og brombær. Evnen til at teste robotten over flere bærgenerationer inden for et enkelt år dikterede, at de brugte et indendørs sted. Dette er blot den første undersøgelsesrunde; yderligere udvikling vil ske i efterfølgende undersøgelser.
"Vi vil gerne vise, at det kan lade sig gøre først," sagde Gu.
I mellemtiden …
Entomologer ved Danforth Lab ved Cornell University mener, at indfødte bier kan bære nogle, og i nogle få tilfælde, alle en frugtplantagers bestøvningskrav. Laboratoriets forsknings- og opsøgende direktør, Maria van Dyke, sagde, at der er flere frugtplantager i staten New York, som ikke længere lejer bistader, men bruger hjemmehørende bibestøvning i stedet.
Dette kan være ret vigtigt nu, da hver af robotmodellerne er mindst 10 år fra kommerciel udgivelse. Harvards robot er stadig bundet til sin strømkilde, og den japanske robots styresystem kan drage fordel af tilføjelsen af GPS og kunstig intelligens.
Gus WVU-team har endnu ikke afsluttet sin planlægningsfase. Når en prototype er konstrueret, vil de lave drivhustestkørsler og kvalitetsteste robotbestøvet frugt mod naturligt bestøvet frugt.
— David Weinstock, FGN-korrespondent