Robotski replikanti pčela se vraćaju na nesuđenu maticu košnice. Ali za razliku od buntovnih replikanata u naučnofantastičnom trileru Blade Runner iz 1982., ovi su tu da rade.
Kombinujući minijaturnu robotiku, veštačku inteligenciju (AI) i mašinsko učenje, plan je da robotske pčele stimulišu polaganje jaja kod matice tako što će je, na primer, hraniti pravom hranom u pravo vreme.
„Planiramo da utičemo na ceo ekosistem interakcijom sa samo jednom životinjom, kraljicom“, rekao je dr Faršad Arvin, robotičar i kompjuterski naučnik sa Univerziteta u Daramu u Velikoj Britaniji. „Ako možemo da zadržimo aktivnosti poput polaganja jaja u pravo vreme, očekujemo da imamo zdravije leglo i aktivnije i zdravije kolonije. To će onda poboljšati oprašivanje.“
Dok se to odvija iznad površine, koreni robota koji menjaju oblik koji se mogu prilagođavati i komunicirati sa stvarnim biljkama i gljivama teško rade pod zemljom. Tamo biljke i njihovi gljivični partneri formiraju ogromne mreže.
Ove robotske pčele i korenje razvijaju se u dva projekta. Obe inicijative istražuju kako veštačke verzije živih bića koje su centralne za održavanje ekosistema mogu pomoći organizmima iz stvarnog života i njihovoj okolini da prežive i napreduju – dok obezbeđuju da hrana za ljude ostane u izobilju.
To bi moglo biti presudno za dugoročnu budućnost planete, posebno sa mnogim vrstama koje se trenutno suočavaju sa strmim opadanjem populacije kao rezultat pretnji koje uključuju gubitak staništa, zagađenje i klimatske promene.
Jedna od ugroženih je pčela medonosna, ključna vrsta u oprašivanju insekata potrebnom za 75% useva koji se uzgajaju za ljudsku hranu u svetu.
Projekat RoboRoiale koji Arvin vodi kombinuje mikrorobotske, biološke i tehnologije mašinskog učenja kako bi negovao dobrobit matice.
Jedinstveni aspekt RoboRoialea je njegov jedini fokus na kraljicu, a ne na celu koloniju, prema Arvinu. Rekao je da je ideja da se pokaže kako podrška jednom ključnom organizmu može stimulisati proizvodnju u celom okruženju, potencijalno utičući na stotine miliona organizama.
Sistem sa više robota, za koji se tim nada da će početi da testira u narednim mesecima, vremenom će naučiti kako da dotera maticu da bi optimizovala polaganje jaja i proizvodnju feromona – hemijskih mirisa koji utiču na ponašanje košnice.
Sistem se primenjuje u košnicama za posmatranje od veštačkog stakla u Austriji i Turskoj, sa replikantima pčela dizajniranim da zamene takozvane dvorske pčele koje normalno komuniciraju sa maticom.
Jedan od ciljeva je da robotske pčele potencijalno mogu da stimulišu polaganje jaja tako što će matici obezbediti specifičnu hranu bogatu proteinima u pravo vreme da pojača ovu aktivnost. Zauzvrat, očekivana korist je da bi rezultirajuće povećanje broja pčela i letova u potrazi za hranom značilo jače oprašivanje okolnog ekosistema kako bi se podržao rast biljaka i životinja.
Sistem omogućava da se šest do osam robotskih pčela u dvorištu, od kojih su neke opremljene mikrokamerama, upravlja unutar posmatračke košnice pomoću kontrolera koji je pričvršćen za njih spolja. Krajnji cilj je da robotske pčele budu potpuno autonomne.
Pre toga, RoboRoiale tim je posmatrao pčele matice u nekoliko košnica koristeći kamere visoke rezolucije i softver za analizu slika kako bi stekao bolji uvid u njihovo ponašanje.
Tim je snimio više od 150 miliona uzoraka putanja matica unutar košnice i detaljne snimke njihovih društvenih interakcija sa drugim pčelama. Sada analizira podatke.
Kada se kompletan robotski sistem dovoljno testira, istraživači RoboRoialea se nadaju da će podstaći razumevanje potencijala bio-hibridne tehnologije ne samo kod pčela već i kod drugih organizama.
„To bi moglo dovesti do nove vrste održive tehnologije koja pozitivno utiče na okolne ekosisteme“, rekao je Arvin.
Drugi projekat, I-Vood, istražuje sasvim drugačiji tip društvene mreže – onu koja je pod zemljom.
Naučnici sa Italijanskog instituta za tehnologiju (IIT) u Đenovi proučavaju ono što nazivaju Vood Vide Veb. Sastoji se od korena biljaka povezanih jedno sa drugim putem simbiotske mreže gljiva koje im obezbeđuju hranljive materije i pomažu im da dele resurse i komuniciraju.
Da bi bolje razumeo ove mreže i pronašao načine da stimuliše njihov rast, I-Vood razvija meke robotske korene koji menjaju oblik koji se mogu prilagođavati i komunicirati sa stvarnim biljkama i gljivama. Ideja je da koren robotske biljke koristi minijaturizovani 3D štampač u svom vrhu kako bi mu omogućio da raste i grana se, sloj po sloj, kao odgovor na faktore okoline kao što su temperatura, vlažnost i dostupni hranljivi sastojci.
„Ove tehnologije će pomoći da se poveća znanje o odnosu između simbionta i domaćina“, rekla je dr Barbara Macolai, IIT robotičar koji vodi projekat.
Mazzolaijev tim ima staklenik u kojem uzgaja biljke pirinča inokulirane gljivama. Do sada su istraživači odvojeno ispitivali rast korena i gljivica.
Uskoro planiraju da spoje svoja otkrića kako bi videli kako, kada i gde dolazi do interakcije između njih i koje molekule uključuje.
I-Vood-ovi roboti kasnije mogu iskoristiti nalaze kako bi pomogli da prirodna simbioza između gljiva i korena funkcioniše što je moguće efikasnije. Tim se nada da će početi da eksperimentiše sa robotima u stakleniku do kraja ove godine.
Robotski koreni se mogu programirati da se kreću autonomno, uz pomoć senzora u njihovim vrhovima, kaže Mazzolai. Poput načina na koji se pravo korenje ili gliste kreću ispod zemlje, oni će takođe tražiti prolaze kroz koje je lakše proći zbog mekšeg ili manje kompaktnog tla.
Ali postoje izazovi u kombinovanju robotike sa prirodom.
Na primer, pčele su osetljive na vanzemaljske predmete u svojoj košnici i mogu ih ukloniti ili premazati voskom. Zbog toga je teško koristiti stavke kao što su oznake za praćenje.
Pčele su, međutim, postale prihvatljivije nakon što je tim podesio elemente oznaka kao što su njihov premaz, materijali i miris, kaže Arvin iz RoboRoialea.
Uprkos ovim izazovima, Arvin i Mazzolai veruju da robotika i veštačka inteligencija mogu igrati ključnu ulogu u održavanju ekosistema i životne sredine na duži rok. Za Mazzolaija, privlačnost leži u potencijalu tehnologija da ponude dublju analizu malo shvaćenih interakcija između biljaka, životinja i životne sredine.
Na primer, sa podzemnom mrežom korena biljaka i gljiva za koju se veruje da je ključna za održavanje zdravih ekosistema i ograničavanje globalnog zagrevanja zaključavanjem ugljenika, robotski koreni projekta mogu pomoći da se rasvetli kako možemo zaštititi i podržati ove prirodne procese.
„Biomimikrija u robotici i tehnologiji će imati fundamentalnu ulogu u spasavanju naše planete“, rekao je Mazzolai.
