Οι ρομποτικές μέλισσες (RoboBee) προστατεύουν την μελισσοκομία από ασθένειες και διάφορα προβλήματα.
Ο γεωργικός τομέας της Αμερικής αντιμετωπίζει μια άνευ προηγουμένου κρίση. Οι μέλισσες, ένας από τους πιο παραγωγικούς επικονιαστές στο ζωικό βασίλειο, πεθαίνουν με έναν πρωτοφανή ρυθμό από μία διαταραχή που φέρει την ονομασία Colony Collapse Disorder (CCD), απειλώντας με ζημιές αξίας περίπου 15 δισεκατομμυρίων δολαρίων.
Υποστηριζόμενη από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF), το έργο “RoboBees” προσπαθεί να ελαχιστοποιήσει την απώλεια αυτού του κρίσιμου φαινομένου με αξιοσημείωτα microbots που μιμούνται τον επικονιαστικό ρόλο μιας μέλισσας, αλλά το έργο έχει πολλές τπροκλήσεις, έως ότου τελειοποιηθεί.
Οι ρομποτικές μέλισσες (RoboBees) του Χάρβαρντ.
Το RoboBee είναι ένα microrobot εμπνευσμένο από τη βιολογία μιας μέλισσας. Σε μια αξιοσημείωτη εμφάνιση της βιομιμηρίας , οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει ένα ρομπότ ικανό να πετάξει με μόλις το ήμισυ του μεγέθους ενός καπακιού και ζυγίζει το 1/10 ενός γραμμαρίου.
“Αυτή είναι μια απόδειξη της ιδέας – δεν υπάρχει τίποτα σε σύγκριση με αυτό ακόμη”, λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Eijiro Miyako, χημικός στο Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένων Βιομηχανικών Επιστημών στην Tsukuba, Ιαπωνία σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Scientific American .
Το έργο RoboBees ωθεί τα όρια της έρευνας σε διάφορους τομείς, από την τεχνολογία μικροπαραγωγής έως την αποθήκευση ενέργειας και ακόμη και τους αλγορίθμους του υπολογιστή που ελέγχουν τα ρομπότ από το σμήνος.
Ελεγχόμενη πτήση: Το 2012, οι επιστήμονες στο Χάρβαρντ παρουσίασαν την πρώτη ελεγχόμενη πτήση ενός ρομπότ με έντομα, η πρώτη σημαντική ανακάλυψη και απόδειξη της ιδέας για αυτά τα πρωτότυπα bots. Το RoboBee επιτυγχάνει πτήση χρησιμοποιώντας πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές , μικρές λωρίδες κεραμικού υλικού που επεκτείνονται και συστέλλονται όταν παρέχεται ηλεκτρικό ρεύμα που μιμείται το μυϊκό ιστό. Τα πτερύγια λειτουργούν ανεξάρτητα, επιτρέποντας την ελεγχόμενη πτήση – ένα θαυμαστό επίτευγμα για ένα ρομπότ που ζυγίζει λιγότερο από μια πραγματική μέλισσα.
Οι καινοτομίες στην κατασκευή: Το RoboBee οφείλει τα επιτεύγματά του βάρους και του μεγέθους σε νέες μεθόδους κατασκευής που χρησιμοποιούν μια τεχνολογία που ονομάζεται pop-up microelectromechanical (MEM) τεχνολογίες. Τα pop-up MEMs επιτρέπουν άνευ προηγουμένου κλίμακες για τα RoboBees και ανοίγουν πόρτες για περαιτέρω ανάπτυξη.
Πρόσφατες εξελίξεις: Οι τελευταίες γενιές του RoboBees του Χάρβαρντ κάνουν κυριολεκτικά κύματα. Η μεγαλύτερη πρόοδος για την επόμενη γενιά RoboBee ανακοινώθηκε το 2015, όταν αναπτύχθηκαν νέοι αλγόριθμοι που επέτρεψαν στο μικρό ρομπότ να κολυμπήσει κάτω από το νερό . Οι αλγόριθμοι επιτρέπουν στους επιστήμονες να ελέγχουν τα φτερά του RoboBee με νέους τρόπους και να καθοδηγούν το μικροσκοπικό ρομπότ μέσω του νερού. Οι επιστήμονες εμπνεύστηκαν από τη φύση για άλλη μια φορά, παρατηρώντας τον τρόπο που τα puffins χρησιμοποιούσαν τα φτερά τους για να πλεύσουν μέσα από το νερό κατά τη διάρκεια μιας κατάδυσης.
Οι επιστήμονες προσπαθούν επίσης να ξεπεράσουν τις προκλήσεις της χρήσης ενέργειας, ίσως είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα που εμποδίζει την ανάπτυξη της RoboBees. Σε άρθρο που δημοσιεύθηκε τον Μάϊο του 2016 σε επιστημονικό περιοδικό, οι επιστήμονες περιέγραψαν μια νέα μέθοδο εξοικονόμησης ενέργειας που επέτρεπε ισχυρότερα, αποτελεσματικότερα πτερύγια που επιτρέπουν στο RoboBee να φέρει λίγο περισσότερο βάρος.
Οι ερευνητές από το Χάρβαρντ και άλλα κορυφαία πανεπιστήμια, εξέτασαν τη συμπεριφορά των περισσότερων πτηνών και εντόμων για να δώσουν στα RoboBees την επόμενη αναβάθμιση τους που θα προσομοιάζουν τα μικρά καπάκια αφρού. Τα καπάκια κάθονται στην κορυφή της μικροσκοπικής δομής του ρομπότ και παρέχουν μια πλατφόρμα για ηλεκτροστατική προσκόλληση , επιτρέποντας στα RoboBees να σταθούν σχεδόν σε οποιαδήποτε επιφάνεια για εξοικονόμηση ενέργειας. Τα καπάκια αφρού ζυγίζουν μερικά ακόμη γραμμάρια, αλλά επιτρέπουν στο RoboBee να “ξεκουραστούν” κατά τη διάρκεια μιας πτήσης, αυξάνοντας δραματικά τον πιθανό χρόνο εκτέλεσης.
“Πολλά διαφορετικά έντομα χρησιμοποιούν παρόμοιους τρόπους για να εξοικονομήσουν ενέργεια, αλλά οι παραδοσιακοί μέθοδοι όπως οι κολλώδεις κολλητικές ουσίες είναι ακατάλληλες για ένα microrobot μεγέθους χαρτιού κλιπ”, λέει ο Kevin Ma.
Η βιομετρία έδωσε και πάλι την έμπνευση για την έξυπνη ικανότητα για χαμηλή ισχύ του ρομπότ, την οποία επέδειξε το Harvard στην επιφάνεια ενός φύλλου. Κατά την πτήση, το RoboBee χρησιμοποιεί 1 / 1,000 από την ισχύ που χρησιμοποιείται όταν αιωρείται από μία φυσική μέλισσα.
Τα επόμενα μεγάλα βήματα.
Ενώ οι πληθυσμοί των μελισσών έχουν αυξηθεί πρόσφατα , οι ασθένειες, τα φυτοφάρμακα και το CCD εξακολουθούν να προβληματίζουν τους επιστήμονεςκαι να εργάζονται σκληρότερα από ποτέ για να μεταφέρουν το RoboBee από την ιδέα στην πραγματικότητα. Η ικανότητα να λειτουργούν με δική τους δύναμη και να επικοινωνούν παραμένουν δύο τεράστια εμπόδια για τα μικροσκοπικά ρομπότ.
Συστήματα μπαταριών επί του σκάφους: Μέχρι τώρα, τα RoboBees λειτουργούν με ένα καλώδιο microthin που μεταδίδει ενέργεια στους μυς των μελισσών. Η μετάβαση σε μια μπαταρία επί του σκάφους απαιτεί μεγαλύτερη χωρητικότητα βάρους και μικρότερες πηγές ενέργειας. Και οι δύο προκλήσεις βρίσκονται υπό εξέλιξη και ο Ma ελπίζει ότι θα σημειωθεί σημαντική πρόοδος.
“Μόλις το ρομπότ μπορεί να μείνει ψηλά από μόνο του, θα δουλέψαμε σε πράγματα όπως το να του επιτρέπεται να εκτελεί εργασίες, να αυξάνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και να το κάνει να πετάει γρηγορότερα”, ανέφερε ο Ma .
Ασύρματες επικοινωνίες: Σε μια κυψέλη, οι μέλισσες χρησιμοποιούν εξελιγμένες πτητικές ικανότητες για να υποδείξουν την κατεύθυνση και την απόσταση μιας πιθανής πηγής για το νέκταρ. Σε συνδυασμό με τις απελευθερώσεις των φερομονών και τη μυρωδιά των ίδιων των λουλουδιών, οι μέλισσες είναι σε θέση να υπερκοίσουν σε μεμονωμένα είδη λουλουδιών, συλλέγοντας νέκταρ, ενώ επικονιάζουν κάθε λουλούδι που αναστέλλουν.
Τα τελευταία χρόνια, το διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT) έχει συνδέσει όλο και περισσότερες συσκευές μαζί για να αλληλεπιδράσουν χωρίς συνεχείς ανθρώπινες παρεμβάσεις. Και ενώ είναι δύσκολο να πει κανείς αν το IoT θα βοηθήσει ή όχι το έργο του RoboBee τα επόμενα χρόνια, μια παρόμοια μεθοδολογία είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξή τους, σηματοδοτώντας το επόμενο μεγάλο έργο για την ομάδα του Χάρβαρντ.
Ενώ η επίδραση ενός μόνο ρομπότ μπορεί να είναι μικροσκοπική, μια συντονισμένη ομάδα εκατοντάδων, χιλιάδων ή εκατομμυρίων RoboBees θα μπορούσε να εκτελέσει μια σειρά από πρωτοφανή καθήκοντα. Εκτός από την επικονίαση φυτών για γεωργικούς σκοπούς, οι RoboBees θα μπορούσαν να συντονίσουν την ψηφιακή χαρτογράφηση του εδάφους, να παρακολουθήσουν τις καιρικές συνθήκες και ακόμη και να βοηθήσουν στις προσπάθειες ανακούφισης μετά από μια καταστροφή μέσω της συλλογής δεδομένων.
Ενώ τα RoboBees προορίζονται μόνο ως ένα μέτρο stopgap για την απώλεια μελισσών, οι πιθανές εφαρμογές της τεχνολογίας οδεύουν προς την επόμενη σημαντική ανακάλυψη.
 προστατεύουν την μελισσοκομία από ασθένειες και διάφορα προβλήματα. Ο γεωργικός τομέας της Αμερικής αντιμετωπίζει){kind=link}