A klímaváltozás és más környezeti kihívások veszélyeztetik a világ méhpopulációját, ami aggodalmakat vet fel a beporzás jövőjével kapcsolatban.
A beporzás elengedhetetlen a gyümölcsök és zöldségek termesztéséhez, és ha a méhek eltűnnek, az élelmiszertermelés komoly válság elé nézhet.
Azonban a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói egy futurisztikus megoldást találhattak: robotméhecskék. Ezek a pici, high-tech gépek átvehetik a beporzás feladatait, és akár javíthatják a mezőgazdasági hatékonyságot is olyan környezetekben, ahol a természetes méhek nem tudnak túlélni.
A robotméhek beporzói úgy lettek megtervezve, hogy utánozzák a valódi méheket, de néhány lenyűgöző technológiai fejlesztéssel – derül ki a Happy EcoNews cikkéből. Ezek a légi robotok, amelyek kevesebbet nyomnak, mint egy gemkapocs, akár 1000 másodpercig (körülbelül 17 percig) képesek lebegni, bonyolult manővereket végrehajtani, és pontosabban dolgozni, mint természetes megfelelőik. Fejlesztésük lehetővé teheti gyümölcsök és zöldségek termesztését beltéri vertikális farmokon, csökkentve a hagyományos, környezetet károsító mezőgazdasági gyakorlatok szükségességét.
A méhek alapvető szerepet játszanak az ökoszisztémában a növények beporzásában. Azonban olyan tényezők, mint a klímaváltozás, az élőhelyek elvesztése és a peszticidhasználat, jelentős csökkenést eredményeztek a méhpopulációkban. Ez aggodalmakat vetett fel az élelmiszerbiztonság és a friss termények elérhetősége kapcsán.
Az MIT robotméhei alternatív módszert kínálnak a beporzásra, biztosítva, hogy a gazdálkodók továbbra is tudják termelni a növényeket, még akkor is, ha a természetes beporzók eltűnnek.
A robotok képessége, hogy kontrollált környezetekben, mint például többrétegű raktárakban működjenek, új mezőgazdasági korszakot hozhat. A vertikális farmok, amelyek beltéren, gondosan szabályozott körülmények között termesztik a növényeket, már most is egyre népszerűbbek. A robotméhek ezt a rendszert javíthatják azáltal, hogy hatékonyan porozzák be a növényeket ezeken az egyedi helyeken.
Bár a robotméhecskék sok funkcióban képesek utánozni a valódi méheket, még mindig vannak jelentős különbségek. A valódi méheknek csak két szárnyuk van, mégis rendkívül kontrollált és hatékony mozgásokat végeznek egy fejlett izomrendszer segítségével. Ezek a természetes képességek lehetővé teszik, hogy a méhek gyorsan alkalmazkodjanak a változó környezetekhez, míg a robotméhek esetében még dolgoznak azon, hogy ezt lemásolják.
A robotméhek azonban bizonyos előnyökkel rendelkeznek. Pontosságuk és tartósságuk lehetővé teszi, hogy olyan kontrollált környezetekben működjenek, mint a vertikális farmok, ahol a természetes méhek küzdenek a napsütés hiányával vagy szélsőséges hőmérsékletekkel.
Ezen kívül a robotméhek érzékelőkkel és kamerákkal is felszerelhetők, amelyek részletes adatokat adnak a növények egészségi állapotáról, amit a természetes méhek nem tudnak biztosítani. Ezen előnyök ellenére a természetes méhek továbbra is felülmúlják ökológiai szerepükkel és a kültéri környezetekben a különböző növények beporzására való képességükkel.
Az MIT robotméheinek legújabb verziója jelentős fejlesztést jelent az előző modellekhez képest. Korábban a robotrovaroknak problémát jelentett a hosszú ideig tartó levegőben maradás, és gyakran nem voltak elég mozgékonyak. Az új dizájn lehetővé teszi a hosszabb repülési időket és precízebb manőverezhetőséget.
Minden robot négy szárnnyal rendelkezik, amelyeket mesterséges izmok, puha aktorok hajtanak. Ezek rugalmas anyagokból készülnek, és amelyek összenyomódnak és kitágulnak a mozgás előidézésére. A szárnyak javított mechanikai hajtóművekkel vannak összekötve, amelyek csökkentik a mesterséges izmok terhelését és javítják a teljesítményt. Ennek eredményeként egy olyan robotot kaptak, amely képes fejlett légi mozgások végrehajtására, mint például a pördülések és a pontos útvonalkövetés.
„A repülés időtartama, amit ebben a cikkben bemutattunk, valószínűleg hosszabb, mint az összes repülési idő, amit a robotrovarok ezen területén eddig elértek” – mondta Kevin Chen, az MIT docense és a Soft and Micro Robotics Laboratory vezetője. A csapata kutatását a Science Robotics-ban publikálták.
A robotméhek korábbi verziói a tervezés miatt korlátokkal rendelkeztek. Például a korábbi modellek nyolc szárnnyal rendelkeztek, amelyek párban voltak elrendezve, ez pedig légáramlási interferenciát és csökkentett felhajtóerőt okozott. Az új dizájn leegyszerűsíti a szerkezetet, mindössze négy szárnyat használva, amelyek kifelé mutatnak a robot közepéből. Ez a változtatás nemcsak a repülési hatékonyságot javítja, hanem helyet biztosít további alkatrészeknek, például akkumulátoroknak és érzékelőknek, amelyek lehetővé tehetik az autonóm működést a laboratóriumi környezeten kívül.
Egy másik újítás a szárnyak csuklópontjainak áttervezése, amelyek hosszabbak és tartósabbak. Ezek a csuklópontok csökkentik a mechanikai terhelést repülés közben, így a robotok megbízhatóbban működnek hosszabb távon.
A pici szárnycsuklók – amelyek mindössze 200 mikron átmérőjűek – előállítása volt a projekt egyik legnagyobb kihívása. A kutatók precíz, többlépcsős lézervágási folyamatot alkalmaztak, hogy olyan csuklókat hozzanak létre, amelyek képesek elviselni a magas frekvenciájú csapkodást, ami szükséges a folyamatos repüléshez.
Bár a robotméhek izgalmas lehetőségeket kínálnak, etikai és környezeti kérdéseket is felvetnek. Az ilyen robotok gyártása erőforrásokat igényel, amelyek szénlábnyommal járhatnak. Ráadásul a robot beporzókra való támaszkodás elterelheti a figyelmet a méhpopuláció csökkenésének gyökérokairól, mint az élőhelyek pusztulása és a peszticidhasználat, kezeléséről.
Van egy másik kockázat is, a technológiai függőség. Ha a farmok robotméhekre támaszkodnak, akkor egy meghibásodás vagy hiányosság megzavarhatja az élelmiszertermelést. A technológiai újításokat és a természetes beporzók megőrzésére irányuló erőfeszítéseket egyensúlyban kell tartani a fenntartható jövő érdekében.
A robotméh beporzók képesek átalakítani a mezőgazdaságot és a környezeti kutatásokat. A beltéri gazdálkodás mellett ezek a robotok felhasználhatók a kültéri földek beporzására is, különösen olyan területeken, ahol a természetes beporzók ritkák. Pontosságuk és kitartásuk ideálissá teszi őket olyan feladatok elvégzésére, mint a növényzet térképezése, ökoszisztémák monitorozása és környezeti felmérések végzése.
A jövőbeli verziók apró akkumulátorokat és érzékelőket is tartalmazhatnak, amelyek lehetővé teszik számukra az önálló navigációt. A kutatók dolgoznak azon is, hogy javítsák a pontosságukat, így képesek legyenek a virágokra landolni és ugyanazzal a precizitással felszállni, mint a valódi méhek.
„A szenzorok, akkumulátorok és számítástechnikai képességek beépítése ebbe a robotba a következő három-öt év központi célja lesz” – mondta Chen.
Bár az új dizájn nagy lépést jelent előre, a kutatók elismerik, hogy még mindig van mit tenni. A valódi méhek rendkívül fejlett izmokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a szárnyaikat figyelemre méltó precizitással irányítsák. Ennek a szintnek a másolása még kihívás. Mindazonáltal a jelenlegi előrehaladás azt mutatja, hogy a robot beporzók képesek lehetnek megoldani a mezőgazdasági kihívásokat.
A következő lépésben a csapat azt tűzte ki célul, hogy meghosszabbítja a robotok repülési idejét 10000 másodpercre (majdnem 3 órára), és finomítják a valódi környezetekhez való alkalmazkodásukat. Ezek az előrelépések közelebb vihetnek bennünket ahhoz a jövőhöz, ahol a robotméhek kulcsfontosságú szerepet játszanak a globális élelmiszerbiztonság fenntartásában.
Kiemelt kép: Unsplash
S.Rita
