La población mundial de abejas se encuentra en un fuerte declive que la ciencia, hasta ahora, no ha podido revertir. Algunos científicos están trabajando en soluciones a los culpables (enfermedades, plagas, disponibilidad de forraje de abejas y pesticidas), mientras que otros buscan alternativas a la polinización de abejas.
Tres equipos de científicos están estudiando la robótica como un medio para reducir la dependencia de la polinización de las abejas. Dos de ellos han diseñado pequeños robots voladores, mientras que un tercero está diseñando un robot con ruedas.
Los tres dispositivos son prototipos. Los proyectos aéreos ya han tomado vuelo, mientras que el modelo terrestre aún se encuentra en su fase de diseño más temprana. Investigadores de la Universidad de Harvard comenzaron su trabajo hace 10 años, mientras que científicos de la Universidad de Japón Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada presentó recientemente un polinizador aéreo inalámbrico que recolecta y deposita polen.
Utilizando un enfoque más fundamentado, el equipo multidisciplinario de la Universidad de West Virginia (WVU) está diseñando un robot autónomo con ruedas que es capaz de localizar, identificar y polinizar flores individuales.
Folleto japonés
Anunciado en Chem, una revista revisada por pares, el dispositivo japonés consiste en un pequeño dron inalámbrico con un cinturón de crin de caballo sujeto a su parte inferior. Es el único dispositivo robótico que realmente polinizó una planta, en este caso, un lirio japonés en una prueba de laboratorio.
Eijiro Miyako, el contacto principal del proyecto, cubrió el cinturón del robot con un gel líquido iónico. Los ILG permanecen pegajosos durante mucho tiempo en entornos normales y hostiles, dijo. También son duraderos y resistentes al agua.
El compuesto aumentó el área de superficie utilizable del cinturón, lo que ayudó a recolectar y retener cantidades viables de polen durante el vuelo. Las propiedades electrostáticas y de humedad del gel reducen las posibilidades de daño por polen cuando el cinturón entra en contacto con estambres y pistilos.
Miyako describió la tarea de pilotar el dron para polinizar flores como “muy difícil. Creo que una forma de inteligencia artificial (IA), GPS y cámaras de alta resolución serían muy útiles para el desarrollo de futuras máquinas”, dijo en una entrevista por correo electrónico.
La IA también podría mejorar el comportamiento de polinización de los drones.
“Un enjambre de abejas robóticas de IA podría determinar el camino más corto hacia las flores y los medios más eficientes de polinización”, dijo.
RoboBee de Harvard
La polinización es solo una aplicación. Robert Wood, investigador principal de la Universidad de Harvard prevé un robot microelectrónico. Él y su equipo creen que podría ser útil en las operaciones de búsqueda y rescate.
Construyendo el RoboBee no fue posible hasta que se inventó un nuevo medio de fabricación. Llamados Pop-Up MEMS, los libros emergentes y el origami proporcionaron la inspiración. El proceso utiliza un elaborado proceso de capas y plegado dentro de un marco que ensambla robots en un solo movimiento.
Aproximadamente del tamaño de una moneda estadounidense, el RoboBee mide 2.4 milímetros de alto y pesa poco menos de 3.2 onzas. Vuela y nada y puede posarse boca abajo en superficies planas, usando electricidad estática. A continuación, los investigadores de Harvard quieren construir una "colmena" para que las abejas recarguen su energía.
Wood imagina RoboBees desplegados en enjambres, similar a otro de sus inventos, Kilobots. Los investigadores de Harvard utilizan estos diminutos robots autónomos para investigar la IA colectiva y el comportamiento de los enjambres.
vehículo robótico
El prototipo WVU deriva su transporte robótico de un modelo autónomo que los estudiantes de ingeniería construyeron y usaron para ganar el Desafío del Centenario del Robot de Retorno de Muestra 2016 de la NASA. Los estudiantes diseñaron el robot autónomo para moverse por un campo y recuperar objetos utilizando solo tecnología capaz de operar en un entorno marciano o lunar.
La función de este robot es lo que su investigador principal llama polinización de precisión.
“No nos interesa simplemente soplar aire o sacudir las plantas para polinizarlas. Estamos interesados en tratar con flores individuales”, dijo Yu Gu, profesor asistente de ingeniería aeroespacial y mecánica de WVU.
Gu y su equipo montarán una serie de cámaras y lidar para permitir que un brazo robótico localice flores individuales, determine su viabilidad y aplique polen a las flores sanas. Similar al radar, lidar utiliza pulsos de luz generados por láser, en lugar de ondas de sonido, para detectar objetos.
WVU probará su polinizador en frambuesas y moras de invernadero. La capacidad de probar el robot en múltiples generaciones de bayas en un solo año dictó que usaran un sitio interior. Esta es solo la primera ronda de investigación; un mayor desarrollo se producirá en estudios posteriores.
“Queremos demostrar que es factible primero”, dijo Gu.
Mientras tanto …
entomólogos de la Laboratorio Danforth en la Universidad de Cornell creen que las abejas nativas pueden asumir algunos, y en algunos casos, todos los requisitos de polinización de un huerto. La directora de investigación y divulgación del laboratorio, Maria van Dyke, dijo que hay varios huertos en el estado de Nueva York que ya no alquilan colmenas sino que utilizan la polinización de abejas nativas.
Esto puede ser bastante importante ahora, ya que cada uno de los modelos de robot tiene al menos 10 años desde el lanzamiento comercial. El robot de Harvard todavía está conectado a su fuente de energía, y el sistema de guía del robot japonés podría beneficiarse con la adición de GPS e inteligencia artificial.
El equipo WVU de Gu aún no ha completado su fase de planificación. Una vez que se construya un prototipo, realizarán pruebas de invernadero y probarán la calidad de la fruta polinizada robótica contra la fruta polinizada naturalmente.
— David Weinstock, corresponsal de FGN