Czy te zwinne roboty owadzie mogłyby zastąpić pszczoły w zapylaniu?

Badacze z MIT opracowali zaawansowane roboty-owady, torując drogę do efektywnego sztucznego zapylania i rewolucjonizując uprawy w pomieszczeniach.

Te maleńkie latające roboty, inspirowane naturalnymi zapylaczami, obiecują zwiększyć plony w wielopoziomowych magazynach, jednocześnie redukując negatywny wpływ rolnictwa na środowisko, co szczegółowo opisano wczoraj w ogłoszeniu MIT.

Przebudowany design pozwala robotom unosić się przez ponad 1000 sekund – ponad 100 razy dłużej niż wcześniejsze wersje – oraz wykonywać skomplikowane manewry, takie jak podwójne salta. Ważące mniej niż spinacz, roboty są szybsze i bardziej zwinne, z lepszą precyzją lotu i wytrzymałością.

Kevin Chen, profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Nauk Komputerowych (EECS) na MIT, opisał to przełomowe osiągnięcie jako transformujące dla dziedziny. „Dzięki poprawionemu czasowi życia i precyzji tego robota, zbliżamy się do bardzo ekscytujących zastosowań, takich jak wspomagane zapylanie,” powiedział, jak doniesiono w ogłoszeniu.

Nowy projekt eliminuje niewydolności poprzednich modeli, które charakteryzowały się ośmioma skrzydłami, które przeszkadzały sobie nawzajem podczas lotu. Obecna wersja posiada cztery skrzydła ułożone tak, aby optymalizować siłę nośną i stabilność, zwalniając miejsce na potencjalną integrację czujników lub baterii.

Ponadto, naukowcy opracowali zaawansowane przekładnie i wydłużone zawiasy skrzydła, aby zredukować naprężenie mechaniczne, zwiększając wytrzymałość i moc.

Te innowacje pozwalają robotom generować trzy razy większy moment obrotowy niż wcześniej, umożliwiając wykonywanie skomplikowanych wzorów lotu, takich jak śledzenie liter „M-I-T” w powietrzu. Roboty osiągnęły rekordową prędkość 35 centymetrów na sekundę i zademonstrowały precyzyjne śledzenie trajektorii.

Pomimo tych postępów, Chen przyznała, że istnieje luka między robotami a naturalnymi zapylaczami. Pszczoły, mające tylko dwa skrzydła i doskonale dostrojone mięśnie, wciąż przewyższają swoje mechaniczne odpowiedniki pod względem kontroli i efektywności.

„Skrzydła pszczół są precyzyjnie kontrolowane przez bardzo zaawansowany zestaw mięśni. Ten poziom precyzyjnej regulacji jest czymś, co naprawdę nas intryguje, ale jak dotąd nie udało nam się go odtworzyć,” zauważyła Chen.

Ruch robotów jest napędzany przez sztuczne mięśnie wykonane z elastomeru i elektrod z nanorurek węglowych, które generują siłę do machania skrzydłami. Badaczom udało się pokonać wyzwania związane z precyzyjnym wykonaniem zawiasów skrzydeł, osiągając wyrównanie za pomocą starannego procesu cięcia laserem.

Spoglądając w przyszłość, zespół planuje przedłużać czas trwania lotów do ponad 10 000 sekund i zwiększać precyzję w zadaniach takich jak lądowanie na kwiatach. Integracja baterii, czujników i możliwości obliczeniowych będzie centralnym punktem skupienia w ciągu najbliższych kilku lat, umożliwiając robotom nawigację i samodzielne zapylanie poza laboratorium.

Badanie, które przeprowadzili Chen oraz studenci doktoranci EECS Suhan Kim, Yi-Hsuan Hsiao, Zhijian Ren i student wizytujący Jiashu Huang, zostało opublikowane w Science Robotics.