المقال الأصلي لرؤيةالصور والفيديوات https://thenewdaily.com.au/life/science/environment/2023/03/04/will-robots-bees-to-save-the-day/
تشبه الجنيات المستوحاة من كيف تطفو كرات الهندباء البافبول في الهواء. قد تكون طريقة جديدة لتلقيح الغابات.
جون إلدر
إذا حدث قتل الطنانة النهائي ، وانقرض النحل (وغيره من الحشرات الملقحة) ، فكيف سيتم تلقيح الأزهار والأشجار والمحاصيل؟
الإجابة ، وفقًا لبعض المهندسين ، قد تجعلك تقول "كم هو لطيف" و "كم هو محبط" في نفس الوقت.
باختصار ، على مدى السنوات العشر الماضية ، تم تسليط الضوء على نحل الروبوت على أنه قادم للإنقاذ.
الفكرة ، كما تم الترويج لها للخيال العام ، هي أن النحل الميكانيكي الصغير سوف ينفد في الهواء الطلق ، وفي النهاية بملياراته ، لتلقيح النباتات التي قد تنقرض لولا ذلك.
لكن هل هذه فكرة جيدة؟ أو سيئة للغاية؟ وعلى الرغم من كل هذه الإثارة الإعلامية ، هل يقترب النحل الآلي من القدرة على القيام بهذه المهمة؟
النحل في ورطة
في الشتاء الشمالي من 2006-2007 ، فقد النحالون التجاريون على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة ما يصل إلى 90 في المائة من مستعمرات نحل العسل. لم يتمكنوا من تفسير الحادث.
منذ ذلك الحين ، كما ورد في The Conversation ، تم الإبلاغ عن معدلات عالية غير مبررة لموت خلايا النحل في كندا وأستراليا وبلجيكا وفرنسا وهولندا واليونان وإيطاليا والبرتغال وإسبانيا وسويسرا وألمانيا وفنلندا وبولندا.
لقد انهارت خلايا النحل بشكل غامض في جميع أنحاء العالم. الصورة: جيتي كان التركيز الرئيسي لمقال المحادثة لعام 2022 هو دراسة تشير إلى أن "عمر نحل العسل يمكن أن يكون نصف ما كان عليه قبل 50 عامًا".
من الآمن أن نقول إن معظم الأشخاص الذين يتابعون الأخبار ، حتى بعين كسولة ، قد سمعوا أن النحل والحشرات الأخرى في مأزق.
ولأننا نعتمد على هذه الحشرات في تلقيح النباتات ، بما في ذلك طعامنا ، فقد نكون في مأزق أيضًا.
كم المشكلة؟
The Conversation - مصدر رائع ، حيث تحصل التقارير الأكاديمية على إنجاز مقروء من قبل الصحفيين الداخليين - وقد نشرت 204 مقالة عن النحل.
يشرحون بالتفصيل المشاكل التي يعانون منها - والطرق المختلفة التي يستخدم بها المهندسون والعلماء التكنولوجيا التي قد تساعد أو تعوق وتؤذي تعافي الحشرات من الكارثة عن غير قصد.
سوس الفاروا (مخلوق أحمر يشبه الزر) متصل بنحل العسل. الصورة: جيتي تشير مقالة من عام 2019 إلى أن ما يصل إلى 40 في المائة من أنواع الحشرات في العالم آخذة في التدهور ، وأن الحشرات تواجه معدلات انقراض أعلى بثماني مرات من الفقاريات.
بشكل عام ، "تقود هذه الاتجاهات العلماء إلى الاعتقاد بأن حوالي ثلث جميع أنواع الحشرات - أي ما يقرب من مليوني - قد تكون مهددة بالانقراض. وهذا الرقم يتزايد بما يزيد عن 100000 نوع كل عام ".
كل هذا يحدث بسرعة كبيرة ولا يمكن لقائمة IUCN الحمراء للأنواع المهددة مواكبة ذلك.
ما الذي يسبب تراجع النحل؟
الأنواع الغازية (الحيوانات المفترسة والطفيليات والبكتيريا المسببة للأمراض) ، والتعرض لمبيدات الآفات ، والاحترار العالمي وتدمير الموائل هي التي تقضي بشكل فعال على أنواع الحشرات على الرأس.
أوه ، كان هناك أيضًا انخفاض في تربية النحل التجارية. بعبارة أخرى ، الأشخاص ذوو الخبرة الكبيرة ينشطون كثيرًا.
كان مربوا نحل العسل في أستراليا محظوظين في بعض النواحي. سوس الفاروا ، أخطر الآفات على نحل العسل في جميع أنحاء العالم ، لم يثبت وجوده هنا. والسوس لا يشكل تهديدًا على النحل المحلي.
في يونيو ، أصيب مربي النحل في نيو ساوث ويلز بالذعر عندما اكتشفت مراقبة الأمن البيولوجي حلم الفاروا في خلايا النحل في ميناء نيوكاسل. تم تدمير خلايا النحل وإنشاء منطقة للأمن البيولوجي.
إذا حصل العث على موطئ قدم ، فستواجه صناعة العسل خسارة قدرها 70 مليون دولار سنويًا.
روبوت النحل لإنقاذه؟
في عام 2013 ، بعد اثني عشر عامًا من العمل في المختبر ، أعلن باحثو هارفارد اختراع أصغر حشرة آلية في العالم قادرة على الطيران.
أطلقوا على مخلوقهم اسم النحلة الآلية. وصبي ، كان الإعلام المهووس متحمسًا.
أعلن العلم الشعبي عن "كيف يمكن للنحل الآلي أن ينقذ المحاصيل الأمريكية" .
تحمس مجلة سميثسونيان بقولها: "يمكن أن يقوم النحل الآلي الصغير بتلقيح حقول المستقبل" .
نصف حجم مشبك الورق ، وزنه أقل من عُشر جرام ، مستوحى من بيولوجيا الذبابة ، ومثبت بجناحين رقيقين يرفرفان بمعدل 120 مرة في الثانية ، وقد مضى على صنع النحل الآلي 12 عامًا .
كانت التحديات التقنية للوصول إلى هذا الحد هائلة - كما كان الطموح لتحقيق فائدة RoboBee في العالم الحقيقي.
قال بيان صحفي: "يمكن أن تشمل تطبيقات RoboBees المراقبة البيئية الموزعة ، وعمليات البحث والإنقاذ ، والمساعدة في تلقيح المحاصيل".
باستثناء وجود مشكلة صغيرة واحدة ، سيحتاج النحل إلى سلك تمديد طويل جدًا للخروج إلى الحلبة:
"لا تزال النماذج الأولية مقيدة بكابل طاقة رفيع جدًا لأنه لا توجد حلول جاهزة لتخزين الطاقة تكون صغيرة بما يكفي ليتم تثبيتها على جسم الروبوت.
"يجب تطوير خلايا وقود عالية الكثافة من حيث الطاقة قبل أن يتمكن نحل الروبوت من الطيران باستقلالية كبيرة."
بعد ست سنوات
… في عام 2019 ، تم منح RoboBee المعاد تصميمه زوجًا ثانيًا من الأجنحة.
سمح هذا للباحثين بقطع سلك الطاقة وتحقيق رحلة غير مقيدة. وأوضح بيان من جامعة هارفارد:
"هذا الرفع الإضافي ، بدون متطلبات طاقة إضافية ، سمح للباحثين بقطع سلك الطاقة - الذي أبقى RoboBee مقيّدًا لما يقرب من عقد من الزمان - وربط الخلايا الشمسية ولوحة إلكترونية بالمركبة."
واو ، هذا يحدث حقًا.
توقع باحثو جامعة هارفارد أن RoboBee الخاص بهم يمكن أن يكون في الحقول بحلول عام 2024. من غير المحتمل أن يحدث هذا.
كبداية ، لم تتطور تكنولوجيا الحشود والاتصالات المرتبطة بها بشكل كافٍ بعد. لا يزال مصدر الطاقة الموثوق يمثل مشكلة.
والحساسية المطلوبة لنحل الروبوت لتأمين حبوب اللقاح من زهرة وتسليمها إلى أخرى ليست موجودة بعد.
كان آخر بيان صحفي صادر عن معهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا بجامعة هارفارد في عام 2019: أصبح لدى RoboBee الآن "عضلات" ناعمة ، لذلك لن تسقط إلى أشلاء عند تحطمها حتمًا في المحاصيل.
في غضون ذلك ، تولى المهندسون في جميع أنحاء العالم التحدي لبناء نحلة أفضل.
رائع ، لكنه خطير على الزهور
لعبة بدون طيار بشعر حصان لزج لالتقاط حبوب اللقاح. الصورة: إيجيرو مياكو
في عام 2017 ، أخذ الدكتور إيجيرو مياكو ، كيميائي المواد في المعهد الوطني الياباني للعلوم الصناعية والتكنولوجيا المتقدمة ، لعبة طائرة بدون طيار طولها أربعة سنتيمترات ، وربطها بقطعة من شعر الحصان ، وجعلها لزجة بسائل أيوني سائل.
هاهو!
يمكن توجيه هذا الروبوت السريع والخطير إلى حد ما لجمع حبوب اللقاح ونقلها من نبات إلى آخر. مشكلتان فوريتان: أولاً ، أتلفت الطائرة بدون طيار الأزهار ، وكنت بحاجة إلى شخص ما لتوجيه الأمر اللعين.
نظرًا لأن هناك حاجة إلى ملايين النحل لتلقيح المزارع الكبيرة ، فهل يرغب المزارعون في دفع أموال لملايين الأشخاص ليعيشوا تخيلات حرب النجوم الخاصة بهم أثناء صفع الأزهار حولها؟
يعود الدكتور مياكو إلى لوحة الرسم
باحث ياباني يخترع طائرة بدون طيار تنفخ فقاعات مليئة بحبوب اللقاح. الصورة: إيجيرو مياكو جرب الدكتور مياكو وزملاؤه شيئًا مختلفًا: طائرة بدون طيار مزودة بمسدس فقاعات ، فقاعات الصابون المحملة بحبوب اللقاح.
في التجارب المعملية ، قاموا بقصف أزهار الكمثرى. انها عملت. انفجرت الفقاعات ، وتمسك حبوب اللقاح بالمدقة (العضو الجنسي الأنثوي للزهرة) ونمت الحبوب أنابيب حبوب اللقاح. لكنهم أصيبوا بالتقزم عندما ضربتهم فقاعات كثيرة. ربما كان السبب هو الصابون. يستمر الإصلاح.
في غضون ذلك ، استخدموا لعبة مسدس الفقاعات لتفجير حبوب اللقاح على ثلاث أشجار إجاص في بستان.
وفقًا لتقرير في مجلة Science ، يتم تلقيح هذه البساتين وغيرها من البساتين يدويًا باستخدام فرشاة الريش. لماذا؟ لأن النحل لا يقوم بالتلقيح في درجات الحرارة المنخفضة.
كانت هذه تجربة أكثر نجاحًا
تستخدم تقنية مسدس الفقاعات حبوب لقاح أقل بكثير:
"هذا يعني أنه سيتعين على المزارعين جمع كميات أقل بكثير من حبوب اللقاح قبل تلقيح أزهارهم يدويًا ، إذا كانوا يضيفونها إلى محلول صابون."
جرب الدكتور مياكو قاذفة قنابل بدون طيار على زهور زنبق مزيفة بسرعات وارتفاعات مختلفة ، لأغراض الاستهداف ، حتى العثور على مكان جميل.
تمكنت الطائرة بدون طيار من ضرب 90 في المائة من الزهور. وهو أمر جيد جدًا ، ولكن لا يزال يتم إهدار الكثير من حبوب اللقاح. استهداف تصفيات متابعة.
يقوم الدكتور مياكو بتجربة "محلول فقاعات الصابون الآمن بيئيًا والذي من شأنه أن يتحلل بيولوجيًا بشكل أسرع".
قد يتحول هذا إلى شيء. لكن ليس في الأيام العاصفة.
حيث تعمل الروبوتات بالفعل
هناك روبوتات تعمل في تلقيح المحاصيل وإدارة النحل. لكنها لا تشبه الحشرات الصغيرة ذات الأضواء الحمراء للعيون.
تستخدم شركة Arugga الإسرائيلية الروبوتات والذكاء الاصطناعي لتلقيح وإدارة المحاصيل في الصوبات الزراعية. يتم استخدام هذه الروبوتات في أمريكا الشمالية وأستراليا وفنلندا.
ابتكرت شركة فلسطنيية أخرى ، Beewise ، خلية نحل عملاقة يديرها نظام ذكاء اصطناعي يمنع النحل من الاحتشاد وترك الخلية في كتلة ، ويحمي من الحيوانات المفترسة ، ويحسن التلقيح وعوائد العسل. في الفرز ، تفتخر الشركة بأنه يمكن إدارة خلايا النحل عن بعد عبر جهاز iPhone.
يستمر البحث
ومع ذلك ، يستمر البحث عن سرب سحري من الروبوتات. أحدث تجسد هو من جامعة تامبيري في فنلندا.
ابتكر الباحثون هناك "روبوتًا سلبيًا" يعتمد على بذور الهندباء. تلك هي كرات البافبول التي تراها تتطاير في الهواء في الطقس الدافئ.
محرك هذا الروبوت ، الذي يشبه الجنية ، مصنوع من إلاستومر بلوري سائل (بوليمر يعرض مرونة شبيهة بالمطاط) يستجيب للضوء.
يمكن تشغيل الجنية والتحكم فيها بواسطة مصدر ضوء. يقول الباحثون "مثل شعاع الليزر أو LED".
كل شيء لطيف للغاية. لكن لا توجد طريقة بعد للتحكم في المكان الذي قد تسافر إليه هذه الجنيات. إنها مصممة لالتقاط حبوب اللقاح التي سيتم التخلص منها بعد ذلك عندما تصطدم الجنية بشيء ما ، ونأمل أن يكون النوع الصحيح من النبات.
من بين العديد من المشاكل التي يجب حلها: جعل الجنية قابلة للتحلل.
الحصول على حقيقة
آلان دورين أستاذ مشارك ، قسم علوم البيانات والذكاء الاصطناعي ، معهد مستقبل البيانات بجامعة موناش.
في عام 2020 ، نشر مقالاً مع المعهد الملكي للبيولوجيا بعنوان The problem with robobees .
هو كتب:
منذ عدة سنوات ، كان بعض الباحثين يعملون من أجل مستقبل حيث يمكن استبدال الملقحات الطبيعية للحشرات أو استكمالها بنحل آلي حر في شكل مركبات جوية صغيرة بدون طيار.
"لقد كان هذا مفاجئًا لعلماء البيئة وعلماء الأحياء ، وبالتالي قوبل بدرجة من الشك والسخرية من البعض في تلك المجالات."
ثم دخل في سبب كون الروبوتات "مشكلة بيئية".
مشاكل النحل الروبوت
قال الدكتور دورين إن "تقدير ظهر الظرف باستخدام الإحصائيات المتاحة" يشير إلى أن العالم كان لديه ما يقرب من 16 تريليون نحل مُدار في عام 2016.
وقد ثبت أن هذا غير كاف لتلبية الحاجة العالمية للتلقيح الزراعي.
هذا الحساب لم يأخذ تريليونات من نحل العسل البري. ولا عشرات الآلاف من أنواع النحل الأخرى ، وأنواع لا حصر لها من الذباب ، والفراشات ، والعث ، والخنافس ، والدبابير وغيرها من الحشرات التي تعتبر أيضًا ملقحات مهمة للمحاصيل.
وكتب: "باختصار ، إذا ماتت الحشرات بأعداد كبيرة ، فسنحتاج إلى عدد غير مريح من الروبوتات لتكرار فوائد التلقيح الخاصة بها".
حالات أخرى
مكلفة: المزارع الغنية فقط هي التي تستطيع تحمل تكلفة روبوبيس. وقال إن أصحاب الحيازات الصغيرة ومزارعي الكفاف الذين يعيشون في الدول النامية ، والذين يديرون حوالي 75 في المائة من مزارع العالم من غير المرجح أن يكونوا قادرين على تحمل تكلفة أسراب روبوبي.
كارثي بيئيًا: من المرجح أن يضل روبوبيس الذي يعمل في الحقول المفتوحة ومحاصيل البساتين ، (و) الأجهزة غير المسترجعة ويلوث البيئة.
الغداء السام: تعيش الطيور والزواحف والبرمائيات على الحشرات الطائرة. من المحتمل أن يتم استهلاك Robobees الذي يشبه الشيء الحقيقي ويسبب الاختناق أو التسمم.
خطر على الطيارين: قال الدكتور دورين إنه إذا تم ابتلاعها بواسطة محركات الطائرات ، فإن الروبوتات تشكل خطرًا محتملاً على الطيارين البشر. من المحتمل أن تتسبب المواد الصلبة في إتلاف مكونات المحرك ، مما قد يتسبب في حدوث عطل كارثي.
خلاصة القول: يمكن للتكنولوجيا أن تساعد في هذه الأزمة ، ولكن يجب أن يكون إنقاذ النحل الذي يطن بدون بطاريات أولوية.
4 مارس
2023
تعليقات
إرسال تعليق