گرده افشان های طبیعی ، به ویژه زنبورهای عسل ، با سرعت بی سابقه ای از بین می روند. این خطرات جدی برای کشاورزی ، اقتصاد و حفظ انسان و حیوان ایجاد می کند. زنبورها گرده افشان های اصلی انواع زیادی از محصولات زراعی هستند ، بنابراین ناپدید شدن آنها می تواند کار تولیدکنندگان مواد غذایی را به خطر اندازد و درنهایت میزان مواد غذایی موجود در بازار را کاهش دهد.
محققان دانشگاه ویرجینیا غربی (WVU) به تازگی یک روبات مستقل با الهام از زنبورها تولید کرده اند که می تواند گیاهان برمبل را در یک محیط گلخانه ای گرده افشانی کند. BrambleBee ، در مقاله ای که از قبل در arXiv منتشر شده است ، از تکنیک های پیشرفته محلی سازی و نقشه برداری ، و همچنین سایر ابزارهایی که درک بصری ، برنامه ریزی مسیر ، کنترل حرکت و دستکاری استفاده می کنند ، استفاده می کند.
یو گو ، یکی از محققانی که این ربات را تولید کرده ، به TechXplore گفت: "یکی از مهمترین مسائل مربوط به تولید فعلی کشاورزی ، گرده افشانی محصولات زراعی است ." "سی و پنج درصد از حجم تولید محصولات زراعی جهانی ، تقریباً 577 میلیارد دلار در سال ، به خدمات گرده افشان ها متکی است. با این حال ، کاهش اخیر زنبورهای عسل (یعنی اختلال فروپاشی کلونی) به شدت تهدید کننده بهره وری است. از پایداری اقتصادی و غذایی. از منظر ، نیاز فوری به دنبال سیستم های گرده افشانی جایگزین است. "
برای رفع این مشکل ، گو و همکارانش در یک محیط گلخانه یک ربات گرده افشانی دقیق نمونه اولیه را برای گرده افشانی گیاهان برمبل ، توت سیاه و تمشک طراحی کرده اند. پروژه آنها توسط مؤسسه ملی غذا و کشاورزی (NIFA) ، آژانس وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) ، تحت ابتکار ملی رباتیک تأمین می شود.
BrambleBee ، ربات گرده افشانی دقیق. اعتبار: Gu et al.
Gu توضیح داد: "BrambleBee ابتدا با تهیه" گذرنامه بازرسی "از گلخانه ، اطلاعات به روز در مورد مکان های گل خوشه ای و آمادگی گرده افشانی را بدست می آورد. "در حالی که BrambleBee در اطراف حرکت می کند ، خوشه های گل در نزدیکی با استفاده از دوربین روی صفحه شناسایی می شوند. سپس مکان های خوشه های شناسایی شده در نقشه ای از ردیف های گیاه ثبت می شوند."
پس از اتمام این مرحله از بازرسی اولیه ، برامبلی تصمیم می گیرد که کجا به سمت گل های گرده افشانی حرکت کند. با متعادل کردن تعداد خوشه های گل قابل دسترس آماده برای گرده افشانی و به حداقل رساندن مسافت فاصله ، این تصمیم را می گیرد. سپس این روبات مسیرهایی را برای رسیدن به کارآمد به این مکان ها اجتناب می کند تا از هرگونه موانعی در راه جلوگیری کند.
گو گفت: "هنگامی که در محل گرده افشانی پارک شده بود ، گیاه را اسکن می کند و نقشه مفصلی را تهیه می کند." "سپس از دستگیرنده برای دستیابی به هر گل که به گرده افشانی نیاز دارد ، استفاده می کند."
محققان در ساخت ربات گرده افشان برنج خود ، تا حدودی از محیط زیست و رفتار زنبورها بویژه زنبورهای میسنی ، كه گرده ها را برای فرزندان خود جمع می كنند ، الهام گرفتند. به عنوان مثال ، دقیقاً مانند زنبورها ، BrambleBee ابتدا گلها را پیدا می کند و سپس مکان آنها را پیگیری می کند ، با استفاده از این اطلاعات برای برنامه ریزی بهترین مسیر برای رسیدن به آنها.
علاوه بر این ، مکانیسم گرده افشانی BrambleBee ، که در انتهای بازوی روباتیک خود متصل است ، با روشی مشابه زنبورها عمل می کند. این روبات با استفاده از حرکات دقیق ، این مکانیزم را مانور می دهد و گرده ها را در داخل پیستون ها بدون آسیب رساندن به گل ها توزیع می کند. گو گفت: "این پروژه امکان توسعه یك سیستم پیچیده مستقل رباتیک را فراهم می كند كه می تواند در یك بخش كشاورزی مشترك كار كند. "بومی سازی دقیق ، ارزیابی و دستکاری قطعات گیاهان کوچک و ظریف ، قابلیتهای اساسی را برای فعال کردن انواع دیگر کاربردهای کشاورزی دقیق مانند آبیاری خودکار ، کوددهی و برداشت ، نظارت بر خسارتهای گیاهی و همچنین کنترل علفهای هرز و آفات فراهم می کند."
سیستم گرده افشانی رباتیک دقیق ایجاد شده در WVU اولین نوع از این نوع است. در آینده ، این می تواند به تولید کنندگان برای حل چالش های گرده افشانی کوتاه مدت کمک کند و حتی می تواند برای توسعه ابزار جدید کشاورزی برای برداشت ، هرس و برداشت میوه سازگار باشد.
رباط با استفاده از صدا برای حرکت و نقشه برداری از یک محیط جدید