A população mundial de abelhas está num declínio acentuado que a ciência, até agora, não conseguiu reverter. Alguns cientistas estão a trabalhar em soluções para os culpados – doenças, pragas, disponibilidade de forragem para as abelhas e pesticidas – enquanto outros procuram alternativas à polinização das abelhas.
Três equipas de cientistas estão a olhar para a robótica como um meio de reduzir a dependência da polinização das abelhas. Dois deles projetaram pequenos robôs voadores, enquanto um terceiro está projetando um robô com rodas.
Todos os três dispositivos são protótipos. Os projetos aéreos já ganharam força, enquanto o modelo terrestre ainda está em sua fase inicial de concepção. Os investigadores da Universidade de Harvard começaram o seu trabalho há 10 anos, enquanto os cientistas do Japão Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada revelou recentemente um polinizador aéreo sem fio que coleta e deposita pólen.
Usando uma abordagem mais fundamentada, a equipe multidisciplinar da Universidade de West Virginia (WVU) está projetando um robô autônomo com rodas que é capaz de localizar, identificar e polinizar flores individuais.
Folheto japonês
Anunciado na Chem, uma revista especializada, o dispositivo japonês consiste em um pequeno drone sem fio com um cinto de crina preso na parte inferior. É o único dispositivo robótico que realmente polinizou uma planta – neste caso, um lírio japonês num teste de laboratório.
Eijiro Miyako, o principal contato do projeto, revestiu o cinto do robô com um gel líquido iônico. Os ILGs permanecem pegajosos por muito tempo, tanto em ambientes normais quanto em ambientes adversos, disse ele. Eles também são duráveis e resistentes à água.
O composto aumentou a área de superfície utilizável do cinturão, o que o ajudou a coletar e reter quantidades viáveis de pólen durante o voo. A umidade e as propriedades eletrostáticas do gel reduzem as chances de danos ao pólen quando o cinto entra em contato com estames e pistilos.
Miyako descreveu a tarefa de pilotar o drone para polinizar flores como “muito difícil. Acredito que uma forma de inteligência artificial (IA), GPS e câmeras de alta resolução seriam muito úteis para o desenvolvimento de máquinas futuras”, disse ele em entrevista por e-mail.
A IA também poderia melhorar o comportamento de polinização por drones.
“Um enxame de abelhas robóticas com IA poderia determinar o caminho mais curto para florescer e o meio mais eficiente de polinização”, disse ele.
RoboBee de Harvard
A polinização é apenas uma aplicação Pesquisador principal da Universidade de Harvard, Robert Wood prevê um robô microeletrônico. Ele e sua equipe acham que pode ser útil em operações de busca e resgate.
Construindo o RoboBee não foi possível até que inventassem um novo meio de produção. Chamados de Pop-Up MEMS, livros pop-up e origami forneceram a inspiração. O processo utiliza um elaborado processo de estratificação e dobramento dentro de uma estrutura que monta robôs em um único movimento.
Aproximadamente do tamanho de uma moeda dos EUA, o RoboBee tem 2.4 milímetros de altura e pesa pouco menos de 3.2 onças. Ele voa e nada e pode pousar de cabeça para baixo em superfícies planas, usando eletricidade estática. A seguir, os investigadores de Harvard querem construir uma “colmeia” para as abelhas recarregarem a sua energia.
Wood prevê RoboBees implantados em enxames, semelhantes a outra de suas invenções, os Kilobots. Os pesquisadores de Harvard usam esses pequenos robôs autônomos para investigar a IA coletiva e o comportamento dos enxames.
Rover robótico
O protótipo WVU deriva seu transporte robótico de um modelo autônomo que estudantes de engenharia construíram e usaram para vencer o Desafio do Centenário de Robôs de Retorno de Amostras de 2016 da NASA. Os alunos projetaram o robô autônomo para se movimentar por um campo e recuperar objetos usando apenas tecnologia capaz de operar em um ambiente marciano ou lunar.
A função deste robô é o que seu investigador principal chama de polinização de precisão.
“Não estamos interessados apenas em soprar ar ou sacudir as plantas para polinizá-las. Estamos interessados em lidar com flores individuais”, disse Yu Gu, professor assistente de engenharia aeroespacial e mecânica da WVU.
Gu e sua equipe montarão uma série de lidar e câmeras para permitir que um braço robótico localize flores individuais, determine sua viabilidade e aplique pólen em flores saudáveis. Semelhante ao radar, o lidar usa pulsos de luz gerados por laser – em vez de ondas sonoras – para detectar objetos.
A WVU testará seu polinizador em framboesas e amoras com efeito de estufa. A capacidade de testar o robô em várias gerações de frutas silvestres em um único ano determinou que eles usassem um local interno. Esta é apenas a primeira rodada de pesquisa; desenvolvimento adicional ocorrerá em estudos subsequentes.
“Queremos mostrar que isso é viável primeiro”, disse Gu.
Enquanto isso …
Entomologistas do Laboratório Danforth na Universidade Cornell acreditam que as abelhas nativas podem arcar com alguns e, em alguns casos, todos os requisitos de polinização de um pomar. A diretora de pesquisa e divulgação do laboratório, Maria van Dyke, disse que há vários pomares no estado de Nova York que não alugam mais colmeias, mas usam a polinização por abelhas nativas.
Isto pode ser muito importante agora, uma vez que cada um dos modelos de robôs está a pelo menos 10 anos do lançamento comercial. O robô de Harvard ainda está preso à sua fonte de energia, e o sistema de orientação do robô japonês poderia se beneficiar da adição de GPS e inteligência artificial.
A equipe WVU de Gu ainda não concluiu sua fase de planejamento. Depois que um protótipo for construído, eles farão testes em estufa e testarão a qualidade das frutas polinizadas robóticas em relação às frutas polinizadas naturalmente.
- David Weinstock, correspondente da FGN