В последние десятилетия очень актуальной стала проблема массовой гибели медоносных пчел, т. н. «синдром краха колонии». Причины этого кроются не только в глобальных изменениях природного климата (аномальные снижения зимних температур), но и в массовом, часто бесконтрольном применении пестицидов, загрязнении окружающей среды радионуклидами, тяжелыми металлами, влиянии электромагнитных излучений и многих других факторах.
Роль этих насекомых для сохранения экосистем нашей планеты очень велика. Прежде всего, она связана с опылением множества различных растений и культур. Исчезновение целых пчелиных семейств грозит потерей большинства видов сельскохозяйственных культур, поскольку до 80% злаков, фруктов, овощей и орехов опыляются пчелами.
Пытаясь решить эту проблему, некоторые страны занялись разработкой моделей пчел-роботов, способных выполнять определенные функции живых пчел. Приход эры дронов помог воплощению данной задачи в реальность, а синтезированный в 2007 году японским химиком Эйнджиро Мияко ионопроводящий полимерный гель нашел свое применение в искусственном опылении и оказался лучшим материалом для сбора и переноса цветочной пыльцы.
Созданные в Японии пчелы-роботы представляют собой миниатюрные дроны размерами около 5 см, на нижней части которых находится состоящая из органического вещества (животной шерсти) клейкая поверхность, покрытая липким гелем. Как и пчелы, гель обладает позитивным зарядом и имеет свойство притягивать отрицательно заряженные частицы пыльцы. Собрав пыльцу с одного цветка, «пчела» транспортирует ее к следующему цветку.
Первые лабораторные испытания таких мини-беспилотников подтвердили их реальные возможности. Путем трех «приземлений» на цветок бамбуковой лилии (Lilium japonicum) устройство собрало около 41% пыльцы, которая затем была использована для опыления растения: из ста совершенных попыток пятьдесят три оказались успешными. Проект находится в стадии дальнейшей разработки, поскольку время нахождения дронов в воздухе пока очень ограничено, к тому же они требуют ручного управления.
Подобные разработки ведутся также в Варшавском политехническом институте. И первое поколение искусственных пчел было создано польскими учеными еще в 2014 году. Пчелы-роботы были оснащены четырьмя колесами, с помощью которых они передвигались по полю, поэтому больше напоминали опылительные машины. Тем не менее, проведенные в полевых условиях испытания (2015 г.) дали в следующем году биологически эффективные результаты (первые жизнеспособные семена, полученные путем такого механического опыления).
Сегодня группа ученых продолжает дальнейшую работу над усовершенствованием второго поколения роботизированных пчел (B-Droid), которые представляют собой небольшие квадрокоптеры, работающие автономно. Они оснащены камерами, помогающими дронам ориентироваться в пространстве посредством компьютера, который составляет для них маршрут передвижения.
Аккумуляторный заряд позволяет этим робопчелам находиться в работе не более 2–3 минут, поэтому дроны требуют доработки. А полностью рабочие модели пчел-роботов ожидаются в течение ближайших одного – полутора лет.
О еще более значительных успехах в области создания роботизированных пчел заявила компания Walmart, подав в правительство США шесть патентов, направленных на автоматизацию фермерских хозяйств. Один из них – это создание автономных пчел-роботов, которые способны находить посевы (с помощью камер и датчиков) и самостоятельно осуществлять опыление культур, собирая и перенося пыльцу с одного растения на другое.
Вместе с тем предполагается применение подобных дронов для выявления вредителей сельскохозяйственных культур и различных видов заболеваний растений, а впоследствии, руководствуясь полученными данными, для точечного применения пестицидных препаратов с целью уничтожения этих негативных явлений, представляющих угрозу будущему урожаю.
Как вариант, фермерские беспилотные летательные аппараты могут использоваться (в массовом применении) в качестве отпугивателей птиц на посевах зерновых и других насаждений.
Одни из последних научных планов в области усовершенствования пчел-роботов – это создание бионических пчел. Учитывая достижения современных нано-технологий, предполагается возможность сканирования мозга пчел и создание на основе этого программно-информационной базы для автономных летающих роботов. Снабдив их таким алгоритмом действий, которым обладают настоящие пчелы, можно будет использовать робопчел аналогично живым опыляющим и медоносным насекомым.
Несмотря на большие возможности и широкие перспективы замены пчел образцами робототехники, ученые акцентируют внимание на том, что их изобретения служат не конкурирующей, а лишь вспомогательной силой, способной уменьшить нагрузку, приходящуюся на пчелиные семейства, сохранившиеся в природе.
И хотя по многим функциям робопчелы не способны полностью соответствовать существующим опылителям, включая пчел, бабочек, различных насекомых и даже крупных животных, все же у них есть свои преимущества. Их можно использовать в условиях, непригодных для естественных опылителей. Например, для проведения опытов по опылению культур в исследовательских лабораториях.
И кто знает, возможно в будущем робопчел будут использовать при создании биодома на Марсе или при организации человеческих колоний на других планетах в процессе дальнейшего освоения космоса.
Поділитись в соцмережах:
