Robopszczoły na ratunek światu

Liczba owadów występujących na naszej planecie spada we wzbudzającym niepokój tempie. Analizując rozmaite przyczyny, od kilku dekad, badacze obserwują zjawisko zwane zespołem masowego ginięcia pszczoły miodnej. Obok dyskusji poświęconych sposobom ratowania pszczół i innych zapylaczy, pełniących kluczową funkcję na Ziemi, sporo mówi się też o wizji stworzenia mechanicznych odpowiedników insektów, które miałyby pracować ramię w ramię z tymi prawdziwymi. Czy taki scenariusz jest możliwy?

Dlaczego potrzebujemy roboowadów?

Czy świat mógłby istnieć bez owadów? Z chęcią pozbylibyśmy się z naszej rzeczywistości much i komarów, ale w ogólnym rozrachunku ich znaczenie dla ekosystemów i samej ludzkości jest trudne do przecenienia. Spójrzmy zresztą na liczby podawane w naukowych opracowaniach. 75% gatunków roślin uprawnych, 35% światowej produkcji roślinnej i nawet do 88% kwiatów jest w pewnym stopniu zależne od owadów zapylających. Dramatyczny spadek liczby insektów w różnych obszarach Ziemi stanowi cywilizacyjne wyzwanie, którego nie możemy ignorować.

Świadomość kruchości świata natury wobec działań człowieka rośnie. To ona jest źródłem obserwowanych zmian wprowadzanych przez gospodarstwa i farmy stawiające na ekologiczne rolnictwo czy też firmy wdrażające strategię zrównoważonego rozwoju. Pomimo prowadzonych działań, które ograniczają negatywny wpływ człowieka na środowisko, sytuacja nadal jest daleka od spokojnej. Alarmujące doniesienia o 75-procentowym spadku biomasy owadów w Niemczech czy 50-procentowym spadku liczby motyli w Europie pokazują, że obecny stan zagraża istnieniu milionów gatunków.

Próby ochrony insektów to jeden z kierunków działań podejmowanych na świecie. Drugim są robotyczne odpowiedniki owadów, które dzięki postępowi technologicznemu miałyby pomóc ratować lokalne ekosystemy wszędzie tam, gdzie ponowne wdrożenie naturalnych zapylaczy jest utrudnione lub wręcz niemożliwe.

Jak działa robopszczoła

Robopszczoła to inspirowany anatomią i zdolnościami lotu pszczół niewielki robot projektowany z wykorzystaniem zaawansowanych technologii - lekkich materiałów, mikroelektroniki, czujników i siłowników. By odwzorować skomplikowaną budowę insektów, projektanci wykorzystują w prototypach włókna węglowe, które zapewniają odpowiednie wsparcie strukturalne przy zachowaniu minimalnej wagi, miękkie i elastyczne silikony i elastomery, dzięki którym możliwa jest interakcja prototypu z delikatnymi kwiatami i roślinami czy też odpowiednie do budowy skrzydeł polimery, które cechuje elastyczność i trwałość.

Analizując pierwsze projekty robopszczół, łatwo zrozumieć, dlaczego jeszcze nie stały się one codziennością. Naukowcy, inżynierowie i biolodzy współpracują od lat, starając się opracować modele, które mogą naśladować zachowania i funkcje prawdziwych owadów, ale zadanie to wiąże się z wieloma wyzwaniami.

Robotyczny odpowiednik pszczół - bardzo zaawansowanych anatomicznie stworzeń – musi umieć radzić sobie w skomplikowanych środowiskach i prezentować dużą zwinność, by docierać do trudno dostępnych obszarów oraz unikać niebezpieczeństw ze strony na przykład szerszeni, pająków i ptaków. Jednocześnie powinien być odporny na różne warunki atmosferyczne, by docierać do celu pomimo deszczu czy silnego wiatru, a także na tyle cichy, by nie zakłócać naturalnego środowiska.

Dużym wyzwaniem projektowym jest zadbanie o energooszczędność konstrukcji, by umożliwić jak najdłuższe działanie i swobodny lot na większe dystanse. Pszczoły normalnie podczas swoich podróży przelatują po kilka kilometrów i podobne możliwości autonomicznego lotu stanowią cel dla ich mechanicznych odpowiedników. Zapas energii musi przy tym wystarczyć do działania czujników i systemów komunikacji umożliwiających zbieranie i przesyłanie danych, a także mikrosensorów oraz systemów nawigacyjnych, dzięki którym możliwe jest poruszanie się z precyzją i skuteczne zapylanie.

Istotną kwestią jest również odwzorowanie elektrostatyczności, którą pszczoły wykorzystują do zbierania pyłków z kwiatów. Naukowcy starają się opracować adekwatne rozwiązanie, tworząc powierzchnie, które sprzyjają generowaniu lub przyciąganiu ładunków elektrostatycznych, lub też integrując w konstrukcji generatory wytwarzające ładunki elektrostatyczne.

Mikroskopijne owady-roboty i ich wiele zastosowań

Domyślnym zadaniem robopszczół byłoby przejmowanie roli naturalnych zapylaczy tam, gdzie nie występują one w odpowiedniej liczbie lub nie mogą odgrywać swojej roli. Skomplikowana konstrukcja i jej cenne zdolności sprawiają jednak, że tego rodzaju mechaniczny insekt mógłby mieć szereg dodatkowych praktycznych zastosowań dla człowieka.

Przy odpowiedniej liczebności, mógłby na bieżąco monitorować sytuację na świecie, informując o rosnącym poziomie zanieczyszczenia powietrza w danym regionie. Wyposażony w odpowiednie sensory dostarczałby informacji o stanie wód, temperaturze czy wilgotności, pozwalając śledzić zmiany klimatyczne i wpływ człowieka na środowisko. Część badaczy idzie zresztą o krok dalej i widzi w niewielkich robopszczołach idealne narzędzie do wykonywania pomiarów w przestrzeni kosmicznej czy na powierzchniach innych planet.

Schodząc bardziej na ziemię, do konkretnych, życiowych przykładów - ich kształt przypominający miniaturowe drony pozwoliłyby wykorzystać je w misjach ratunkowych, w których każda minuta gra kluczową rolę, a warunki uniemożliwiają swobodne poruszanie się większym gabarytowo maszynom i człowiekowi.

Czekając na robotyczne insekty

Projekt robopszczół działa na wyobraźnię i bez wątpienia stanowi szansę dla wielu obszarów planety, dla których malejąca liczba naturalnych zapylaczy stanowi poważny problem. Szybko rozwijająca się technologia znów może przynieść niezbędne wsparcie człowiekowi, ale musimy pamiętać, że nie zrobi wszystkiego za nas. Nasza planeta nie obejdzie się bez dobrych praktyk w zakresie dbania o środowisko naturalne wprowadzanych przez organizacje, społeczności i poszczególne osoby. W naszej gestii leży, by zadbać o nasz wspólny dom.

Twórz i rozwijaj się w GlobalLogic!

Chcesz dołączyć do zespołu, który tworzy rozwiązania IT z myślą o innych? Gdzie innowacje są wdrażane, by usprawniać działania firm i pozwalać im też dbać o środowisko? Być częścią organizacji, w której program Ambasadorów nieustannie angażuje do działania na rzecz środowiska i lokalnych społeczności? Poznaj nas lepiej i zobacz, jak możesz rozwijać karierę, zmieniając świat. Nasze oferty pracy znajdziesz w zakładce kariera.