Robotske čebele in korenine ponujajo upanje na bolj zdravo okolje in zadostno količino hrane

25. februarja 2023 (Nanowerk novice) Robotski replikanti čebel se obrnejo na nič hudega slutečo matico v panju. Toda za razliko od uporniških replikantov v znanstvenofantastičnem trilerju iz leta 1982 Blade Runner, ti so tukaj, da delajo. Z združevanjem miniaturne robotike, umetne inteligence (AI) in strojnega učenja načrtujejo, da robotske čebele spodbudijo odlaganje jajčec pri matici, tako da jo na primer hranijo s pravo hrano ob pravem času.

Preživeti in uspevati

"Načrtujemo, da bomo vplivali na celoten ekosistem z interakcijo samo z eno samo živaljo, kraljico," je dejal dr. Farshad Arvin, robotik in računalniški znanstvenik z Univerze v Durhamu v Združenem kraljestvu. „Če lahko ob pravem času nadaljujemo z aktivnostmi, kot je odlaganje jajc, pričakujemo, da bomo imeli bolj zdrave zalege ter bolj aktivne in zdrave družine. To bo potem izboljšalo opraševanje.« Medtem ko se to dogaja nad površjem, robotske korenine, ki spreminjajo obliko, ki se lahko prilagajajo in komunicirajo z resničnimi rastlinami in glivami, težko delajo pod zemljo. Tam rastline in njihovi glivični partnerji tvorijo obsežna omrežja. Te robotske čebele in korenine razvijata dva projekta, ki ju financira EU. Obe pobudi preučujeta, kako lahko umetne različice živih bitij, ki so bistvenega pomena za vzdrževanje ekosistemov, pomagajo resničnim organizmom in njihovemu okolju preživeti in uspevati – hkrati pa zagotavljajo, da je hrane za ljudi še vedno v izobilju. To bi lahko bilo ključnega pomena za dolgoročno prihodnost planeta, zlasti pri številnih vrstah, ki se trenutno soočajo s strmim upadom populacije zaradi groženj, ki vključujejo izgubo habitata, onesnaževanje in podnebne spremembe. Ena izmed ogroženih je medonosna čebela, ključna vrsta pri opraševanju žuželk potreben za 75 % pridelkov gojijo za prehrano ljudi po vsem svetu.

Primerno za kraljico

O Projekt RoboRoyale ki ga vodi Arvin, združuje mikrorobotske, biološke in tehnologije strojnega učenja za negovanje dobrega počutja čebelje kraljice. Projekt je financiran iz programa Pathfinder Evropskega sveta za inovacije. Po besedah ​​Arvina je edinstven vidik RoboRoyale njegov edini poudarek na kraljici in ne na celotni koloniji. Dejal je, da je ideja pokazati, kako lahko podpora enemu samemu ključnemu organizmu spodbudi proizvodnjo v celotnem okolju, kar lahko vpliva na stotine milijonov organizmov. Večrobotski sistem, za katerega skupina upa, da ga bo začela testirati v prihodnjih mesecih, se bo sčasoma naučil, kako negovati matico, da bi optimizirala njeno odlaganje jajc in proizvodnjo feromonov – kemičnih vonjav, ki vplivajo na vedenje panja. Sistem se uporablja v opazovalnih panjih iz umetnega stekla v Avstriji in Turčiji, pri čemer so replikanti čebel zasnovani tako, da nadomestijo tako imenovane dvorne čebele, ki običajno komunicirajo z matico.

Hrana za zarode

Eden od ciljev je, da lahko robotske čebele potencialno spodbudijo odlaganje jajčec tako, da matici zagotovijo določeno hrano, bogato z beljakovinami, ob pravem času, da spodbudijo to aktivnost. Pričakovana korist pa je, da bi posledično povečanje števila čebel in iskanja hrane pomenilo močnejše opraševanje okoliškega ekosistema za podporo rasti rastlin in živali. Sistem omogoča, da šest do osem robotskih dvornih čebel, nekatere opremljene z mikrokamerami, krmili znotraj opazovalnega panja s krmilnikom, ki je nanje pritrjen od zunaj. Končni cilj je narediti robotske čebele popolnoma avtonomne. Konceptna zasnova robotskega krmilnika RoboRoyale. (Slika: Farshad Arvin) Pred tem je ekipa RoboRoyale opazovala čebelje matice v več panjih s kamerami visoke ločljivosti in programsko opremo za analizo slik, da bi dobila boljši vpogled v njihovo vedenje. Ekipa je zajela več kot 150 milijonov vzorcev poti matic znotraj panja in podrobne posnetke njihovih socialnih interakcij z drugimi čebelami. Zdaj analizira podatke. Ko bo celoten robotski sistem dovolj preizkušen, raziskovalci RoboRoyale upajo, da bo spodbudil razumevanje potenciala biohibridne tehnologije ne samo pri čebelah, ampak tudi pri drugih organizmih. "To bi lahko vodilo do nove vrste trajnostne tehnologije, ki pozitivno vpliva na okoliške ekosisteme," je dejal Arvin.

Lesni široki splet

Drugi projekt, I-Wood, raziskuje zelo drugačno vrsto družbenega omrežja – tisto, ki je pod zemljo. Znanstveniki na italijanskem inštitutu za tehnologijo (IIT) v Genovi preučujejo tisto, kar imenujejo lesni splet. Sestavljen je iz korenin rastlin, ki so med seboj povezane s simbiotično mrežo gliv, ki jim zagotavljajo hranila in jim pomagajo deliti vire in komunicirati. Da bi bolje razumeli ta omrežja in našli načine za spodbujanje njihove rasti, I-Wood razvija mehke robotske korenine, ki spreminjajo obliko, ki se lahko prilagajajo in komunicirajo z resničnimi rastlinami in glivami. Ideja je, da bi robotska korenina rastline uporabila miniaturiziran 3D-tiskalnik v svoji konici, da bi ji omogočila rast in razvejanje, plast za plastjo, kot odgovor na okoljske dejavnike, kot so temperatura, vlaga in razpoložljiva hranila. "Te tehnologije bodo pomagale povečati znanje o odnosu med simbionti in gostitelji," je povedala dr. Barbara Mazzolai, robotistka IIT, ki vodi projekt. Mazzolaijeva ekipa ima rastlinjak, kjer goji riževe rastline, cepljene z glivami. Doslej so raziskovalci ločeno preučevali rast korenin in gliv. Kmalu nameravajo združiti svoje ugotovitve, da bi videli, kako, kdaj in kje pride do interakcije med obema in katere molekule vključuje. Ugotovitve lahko pozneje uporabijo I-Woodovi roboti za čim bolj učinkovito delovanje naravne simbioze med glivami in koreninami. Ekipa upa, da bo do konca tega leta začela eksperimentirati z roboti v rastlinjaku. Po besedah ​​Mazzolaija je robotske korenine mogoče programirati za avtonomno premikanje, pri čemer jim pomagajo senzorji v njihovih konicah. Podobno kot se prave korenine ali deževniki premikajo pod zemljo, bodo tudi iskali prehode, skozi katere se je lažje premikati zaradi mehkejše ali manj kompaktne zemlje.

Prilagoditve trgovine

Toda pri združevanju robotike z naravo obstajajo izzivi. Čebele so na primer občutljive na tuje predmete v svojem panju in jih lahko odstranijo ali prekrijejo z voskom. Zaradi tega je uporaba elementov, kot so sledilne oznake, težavna. Čebele pa so postale bolj sprejemljive, potem ko je ekipa prilagodila elemente oznak, kot so njihova prevleka, materiali in vonj, pravi Arvin iz RoboRoyale. Kljub tem izzivom Arvin in Mazzolai verjameta, da bi lahko robotika in umetna inteligenca dolgoročno odigrali ključno vlogo pri ohranjanju ekosistemov in okolja. Za Mazzolaija je privlačnost v potencialu tehnologij, da ponudijo globljo analizo malo razumljenih interakcij med rastlinami, živalmi in okoljem. Na primer, s podzemno mrežo rastlinskih korenin in gliv, ki naj bi bila ključna za ohranjanje zdravih ekosistemov in omejevanje globalnega segrevanja z zapiranjem ogljika, lahko robotske korenine projekta pomagajo osvetliti, kako lahko zaščitimo in podpremo te naravne procese. "Biomimikrija v robotiki in tehnologiji bo imela temeljno vlogo pri reševanju našega planeta," je dejal Mazzolai.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=62451.php