Robotski replikanti pčela ulaze u košnicu matice bez ikakve sumnje. No, za razliku od buntovnih replikanata u znanstveno-fantastičnom trileru Blade Runner iz 1982., ovi nešto i rade.
POGLEDAJTE VIDEO: Psi roboti rade hamburgere
Kombinirajući minijaturnu robotiku, umjetnu inteligenciju (AI) i strojno učenje, plan je da robotske pčele stimuliraju polaganje jaja kod matice tako što će je, primjerice, hraniti pravom hranom u pravo vrijeme.
Preživjeti i napredovati
- Planiramo utjecati na cijeli ekosustav interakcijom samo s jednom životinjom, maticom. Ako možemo održavati aktivnosti poput polaganja jaja u pravo vrijeme, očekujemo zdravije leglo te aktivnije i zdravije zajednice. To će onda poboljšati oprašivanje - kaže dr. Farshad Arvin, robotičar i informatičar na Sveučilištu Durham u Velikoj Britaniji.
Dok se to događa iznad površine, pod zemljom naporno rade robotski korijeni koji mijenjaju oblik i koji se mogu prilagoditi i komunicirati sa stvarnim biljkama i gljivama. Ondje biljke i njihovi partneri gljive tvore goleme mreže.
Ove robotske pčele i korijenje razvijaju se u dva projekta koje financira EU. Obje inicijative istražuju kako umjetne verzije živih bića koje su ključne za održavanje ekosustava mogu pomoći stvarnim organizmima i njihovom okolišu da prežive i napreduju - dok osiguravaju da hrane za ljude ostane u izobilju.
- Planiramo utjecati na cijeli ekosustav interakcijom samo s jednom životinjom, maticom. Ako možemo održavati aktivnosti poput polaganja jaja u pravo vrijeme, očekujemo zdravije leglo te aktivnije i zdravije zajednice. To će onda poboljšati oprašivanje - kaže dr. Farshad Arvin, robotičar i informatičar na Sveučilištu Durham u Velikoj Britaniji.
To bi moglo biti presudno za dugoročnu budućnost planeta, posebice s brojnim vrstama koje se trenutačno suočavaju s naglim padom populacije kao rezultat prijetnji koje uključuju gubitak staništa, zagađenje i klimatske promjene.
Jedna od vrsta u opasnosti su medonosne pčele, koje su ključna vrsta u oprašivanju potrebnom za 75 posto usjeva koji se uzgajaju za prehranu ljudi u svijetu.
Prikladna za maticu
Projekt RoboRoyale, kojega vodi Arvin, kombinira mikrorobotske, biološke i tehnologije strojnog učenja kako bi njegovao dobrobit matice medonosne pčele. Projekt je financiran iz programa Pathfinder Europskog vijeća za inovacije.
Jedinstveni aspekt projekta RoboRoyale je njegov isključivi fokus na maticu, a ne na cijelu koloniju, prema Arvinu. Rekao je da je ideja pokazati kako podrška jednom ključnom organizmu može stimulirati proizvodnju u cijelom okolišu, potencijalno utječući na stotine milijuna organizama.
Sustav s više robota, za koji se tim nada da će početi testirati u nadolazećim mjesecima, s vremenom će naučiti kako njegovati maticu da optimizira njezino polaganje jaja i proizvodnju feromona – kemijskih mirisa koji utječu na ponašanje u košnici.
Sustav se postavlja u košnice za promatranje od umjetnog stakla u Austriji i Turskoj, s replikantima pčela dizajniranima da zamijene pčele u košnici koje inače komuniciraju s maticom.
Hrana za leglo
Jedan od ciljeva je da robotske pčele mogu potencijalno stimulirati polaganje jaja dajući matici određenu hranu bogatu proteinima u pravo vrijeme kako bi potaknula ovu aktivnost. Zauzvrat, očekivana korist je da bi posljedično povećanje broja pčela i letova u potrazi za hranom značilo jače oprašivanje okolnog ekosustava kako bi se podržao rast biljaka i životinja.
Sustav omogućuje da šest do osam robotskih pčela, od kojih su neke opremljene mikrokamerama, budu upravljane unutar promatračke košnice pomoću upravljača koji im je priključen izvana. Krajnji je cilj učiniti pčele robote potpuno autonomnima.
Prije toga, tim projekta RoboRoyale promatrao je pčelinje matice u nekoliko košnica pomoću kamera visoke rezolucije i softvera za analizu slika kako bi dobio bolji uvid u njihovo ponašanje.
Tim je snimio više od 150 milijuna uzoraka putanja matica unutar košnice i detaljne snimke njihovih društvenih interakcija s drugim pčelama. Trenutačno analiziraju podatke.
Nakon što cijeli robotski sustav bude dovoljno testiran, istraživači projekta RoboRoyale nadaju se da će potaknuti razumijevanje potencijala za biohibridnu tehnologiju ne samo kod pčela, već i kod drugih organizama.
- To bi moglo dovesti do nove vrste održive tehnologije koja pozitivno utječe na okolne ekosustave - rekao je Arvin.
Wood Wide Web
Drugi projekt, I-Wood, istražuje vrlo različitu vrstu društvene mreže – onu koja je pod zemljom.
Znanstvenici s Talijanskog instituta za tehnologiju (IIT) u Genovi proučavaju ono što nazivaju Wood Wide Web. Sastoji se od korijena biljaka koji su međusobno povezani kroz simbiotičku mrežu gljiva koje im opskrbljuju hranjive tvari i pomažu im da dijele resurse i komuniciraju.
Kako bi bolje razumio te mreže i pronašao načine za poticanje njihovog rasta, projekt I-Wood razvija meke robotske korijene koji mijenjaju oblik i koji se mogu prilagoditi i komunicirati sa stvarnim biljkama i gljivama. Ideja je da robotski korijen biljke koristi minijaturizirani 3D printer u svom vrhu kako bi mogao rasti i granati se, sloj po sloj, kao odgovor na čimbenike okoliša kao što su temperatura, vlaga i dostupne hranjive tvari.
- Ove će tehnologije pomoći povećati znanje o odnosu između simbionata i domaćina - rekla je dr. Barbara Mazzolai, IIT robotičarka koja vodi projekt.
Mazzolain tim ima staklenik u kojem uzgaja biljke riže kalemljene pomoću gljiva. Do sada su istraživači odvojeno ispitivali rast korijenja i gljiva.
Uskoro planiraju spojiti svoja otkrića kako bi vidjeli kako, kada i gdje dolazi do interakcije između njih dvoje i koje molekule uključuje.
Nalaze kasnije mogu upotrebljavati roboti projekta I-Wood kako bi prirodna simbioza između gljiva i korijena funkcionirala što je moguće učinkovitije. Tim se nada da će početi eksperimentirati s robotima u stakleniku do kraja ove godine.
Robotsko korijenje moguće je programirati da se kreće autonomno, uz pomoć senzora u vrhovima, prema Mazzolai. Poput načina na koji se pravo korijenje ili gliste kreću pod zemljom, robotsko će također tražiti prolaze kroz koje je lakše proći zbog mekšeg ili manje zbijenog tla.
Fino ugađanje
No, postoje izazovi u spajanju robotike s prirodom. Na primjer, pčele su osjetljive na strane predmete u svojoj košnici i mogu ih ukloniti ili obložiti voskom. Zbog toga je teško upotrebljavati primjerice oznake za praćenje.
Pčele su, međutim, postale prihvatljivije nakon što je tim prilagodio elemente oznaka kao što su njihov premaz, materijal i miris, prema Arvinu s projekta RoboRoyale.
Unatoč tim izazovima, Arvin i Mazzolai vjeruju da bi robotika i umjetna inteligencija mogli imati ključnu ulogu u dugoročnom održavanju ekosustava i okoliša. Za Mazzolai, privlačnost leži u potencijalu tehnologija da ponude dublju analizu slabo shvaćenih interakcija između biljaka, životinja i okoliša.
Na primjer, s podzemnom mrežom biljnih korijena i gljiva za koje se vjeruje da su ključni za održavanje zdravih ekosustava i ograničavanje globalnog zatopljenja zadržavanjem ugljika, robotsko korijenje projekta može nam pomoći da rasvijetlimo kako možemo zaštititi i podržati te prirodne procese.
- Biomimikrija u robotici i tehnologiji imat će temeljnu ulogu u spašavanju našeg planeta - kaže Mazzolai.
Autor: Gareth Willmer
Istraživanja u ovom članku financira EU. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
POGLEDAJTE VIDEO: PITALI SMO GRAĐANE KOJA JE NAJGORA ŽENSKA NAVIKA?