Hunangsbýflugnastofninn í heiminum er á mikilli hnignun sem vísindin hafa hingað til ekki getað snúið við. Sumir vísindamenn vinna að lausnum á sökudólgunum - sjúkdómum, meindýrum, framboði býflugnafóðurs og skordýraeitur - á meðan aðrir leita að valkostum við frævun hunangsbýflugna.
Þrjú teymi vísindamanna eru að skoða vélfærafræði sem leið til að draga úr ósjálfstæði á frævun hunangsbýflugna. Tvö þeirra hafa hannað örsmá, fljúgandi vélmenni en sú þriðja er að hanna vélmenni á hjólum.
Öll þrjú tækin eru frumgerðir. Loftverkefnin hafa þegar tekið væng, á meðan jarðgerðin er enn á fyrsta hönnunarstigi. Vísindamenn við Harvard háskóla hófu störf sín fyrir 10 árum, en vísindamenn við Japan National Institute of Advanced Industrial Science and Technology afhjúpaði nýlega þráðlausan loftfrævun sem safnar og setur frjókornum frá sér.
Með því að nota jarðbundnari nálgun er þverfaglegt teymi West Virginia University (WVU) að hanna sjálfstætt vélmenni á hjólum sem er fær um að staðsetja, bera kennsl á og fræva einstök blóm.
Japanskur flugmaður
Japanska tækið, sem tilkynnt var í Chem, ritrýndu tímariti, samanstendur af litlum þráðlausum dróna með hrosshársbelti fest við neðanverðan. Það er eina vélfæratækið sem hefur í raun frævun plöntu - í þessu tilviki japanska lilju í rannsóknarstofuprófi.
Eijiro Miyako, aðaltengiliður verkefnisins, húðaði belti vélmennisins með jónandi fljótandi hlaupi. ILGs haldast klístur í langan tíma í bæði venjulegu og erfiðu umhverfi, sagði hann. Þeir eru líka endingargóðir og vatnsheldir.
Efnasambandið jók nothæft yfirborð beltsins, sem hjálpaði því að safna og varðveita lífvænlegt magn frjókorna á flugi. Blauta og rafstöðueiginleikar hlaupsins draga úr líkum á frjókornaskemmdum þegar beltið kemst í snertingu við stampa og stimpla.
Miyako lýsti því verkefni að stýra drónanum til að fræva blóm sem „mjög erfitt. Ég tel að gerð gervigreindar (AI), GPS og háupplausnarmyndavélar myndi vera mjög gagnleg fyrir þróun framtíðarvéla,“ sagði hann í tölvupóstsviðtali.
AI gæti einnig bætt frævunarhegðun dróna.
„Sveimur gervigreindar vélfærabýflugna gæti ákvarðað stystu leiðina til blóma og skilvirkasta frjóvgun,“ sagði hann.
RoboBee frá Harvard
Frævun er aðeins ein umsókn Robert Wood, aðalrannsakandi Harvard-háskóla gerir ráð fyrir örrafrænu vélmenni. Hann og teymi hans telja að það gæti verið gagnlegt í leitar- og björgunaraðgerðum.
Að byggja upp RoboBee var ekki hægt fyrr en þeir fundu upp nýja framleiðsluaðferð. Kallaðar Pop-Up MEMS, pop-up bækur og origami veittu innblásturinn. Ferlið notar vandað lagskipting og brjóta saman ferli innan ramma sem setur saman vélmenni í einni hreyfingu.
Um það bil á stærð við bandarískan fjórðung, RoboBee er 2.4 millimetrar á hæð og vegur tæplega 3.2 aura. Hann bæði flýgur og syndir og getur setið á hvolfi á sléttu yfirborði og notar stöðurafmagn. Því næst vilja Harvard-rannsakendur byggja „býflugnabú“ fyrir býflugurnar til að endurhlaða kraftinn.
Wood sér fyrir sér að RoboBees séu settar í kvik, svipað og önnur uppfinning þeirra, Kilobots. Rannsakendur Harvard nota þessi örsmáu, sjálfstæðu vélmenni til að rannsaka sameiginlega gervigreind og kvikhegðun.
Vélmenni flakkari
WVU frumgerðin fær vélfæraflutninga sína frá sjálfstæðri fyrirmynd verkfræðinema sem smíðaðir voru og notaðir til að sigra NASA 2016 Sample Return Robot Centennial Challenge. Nemendur hönnuðu sjálfstætt vélmenni til að hreyfa sig um akur og sækja hluti með því að nota aðeins tækni sem getur starfað í Mars- eða tunglumhverfi.
Hlutverk þessa vélmenni er það sem aðalrannsakandi þess kallar nákvæmni frævun.
„Við höfum ekki áhuga á að blása bara lofti eða hrista plöntur til að fá þær frævun. Við höfum áhuga á að fást við einstök blóm,“ sagði Yu Gu, lektor í geimferða- og vélaverkfræði WVU.
Gu og teymi hans munu setja upp fjölda lidar og myndavéla til að gera vélfæraarmum kleift að finna einstök blóm, ákvarða lífvænleika þeirra og beita frjókornum á heilbrigð blóm. Líkt og ratsjá notar lidar ljóspúlsa sem mynda leysir – í stað hljóðbylgna – til að greina hluti.
WVU mun prófa frævunarefni sitt á hindberjum og brómberjum í gróðurhúsum. Getan til að prófa vélmennið yfir margar berjakynslóðir innan eins árs réð því að þeir notuðu innisvæði. Þetta er bara fyrsta rannsóknarlotan; frekari þróun mun eiga sér stað í síðari rannsóknum.
„Við viljum sýna að það er framkvæmanlegt fyrst,“ sagði Gu.
Á meðan …
Skordýrafræðingar við Danforth Lab við Cornell háskólann trúa því að innfæddar býflugur geti axlað nokkrar og í nokkrum tilfellum allar frævunarkröfur aldingarðs. Rannsóknar- og útrásarstjóri rannsóknarstofunnar, Maria van Dyke, sagði að það væru nokkrir garðar í New York fylki sem leigja ekki lengur býflugnabú heldur nota innfædda býflugnafrævun í staðinn.
Þetta gæti verið mjög mikilvægt núna, þar sem hvert vélmennalíkan er að minnsta kosti 10 ár frá útgáfu auglýsingarinnar. Vélmenni Harvard er enn bundið aflgjafa sínum og leiðsögukerfi japanska vélmennisins gæti notið góðs af því að bæta við GPS og gervigreind.
WVU teymi Gu hefur ekki enn lokið skipulagsáfanga sínum. Þegar frumgerð hefur verið smíðuð munu þeir gera gróðurhúsaprófanir og gæðaprófa vélmenni fræva ávöxtum gegn náttúrulega frævuðum ávöxtum.
— David Weinstock, fréttaritari FGN