Летающие роботы-насекомые смогут опылять растения — видео

Новое исследование Массачусетского технологического института (MIT) предлагает инновационный способ повышения урожайности сельского хозяйства и снижения его вреда для экологии. Исследователи разработали улучшенных роботов-насекомых, которые могут искусственно опылять растения.

Это открытие, опубликованное в Science Robotics может стать ключом к выращиванию фруктов и овощей в многоуровневых складах, снижая зависимость от пчел и других естественных опылителей, численность которых сокращается с каждым годом. 

Чем уникально исследование?

1. Увеличенная маневренность и выносливость
   Новые роботы могут зависать в воздухе около 1000 секунд (17 минут) — это рекорд для роботов такого размера. Они выполняют сложные движения, к примеру — двойные сальто. Пчелы, для сравнения, летают со средней скоростью около 5,6–7 м/с на коротких дистанциях, например, между цветами и ульем. Новые роботы-насекомые пока достигают скорости 0,35 м/с, что существенно меньше возможностей пчел. Однако роботы компенсируют это гораздо большей выносливостью и способностью зависать на месте, чего пчелы делать не могут.

2. Более эффективная конструкция
   Новый дизайн уменьшил количество крыльев с восьми до четырех, что позволило сократить механическую нагрузку, увеличить срок службы и освободить место для батарей и датчиков. Эти изменения позволяют роботам работать автономно, далеко за пределами лаборатории.

3. Улучшенные материалы и технологии
   Крылья приводятся в движение искусственными мышцами — эластичными цилиндрами, которые сокращаются при подаче электричества. Новая система снижает напряжение в мышцах, увеличивая их мощность и эффективность. Для создания длинных, но сверхтонких шарниров крыльев ученые использовали лазерную резку.

Почему это изобретение важно для экологии и людей

Такие роботы могут помочь в решении нескольких ключевых проблем:

• Опыление в закрытых помещениях. Роботы подходят для теплиц и вертикальных ферм, где естественные опылители не работают.
• Снижение экологического давления. Искусственное опыление уменьшит зависимость от пестицидов, которые вредят окружающей среде.
• Прямое воздействие на урожайность. Точное опыление позволит выращивать больше продуктов на меньшей площади.

Роботы пока уступают пчелам: у настоящих насекомых крылья контролируются сложным набором мышц, что обеспечивает высокую скорость и четкость движений. Исследователи планируют улучшить точность работы своих роботов, чтобы они могли взлетать и садиться на цветы. Также ведутся разработки для увеличения времени полета более 2 часов.

Ученые встревожены тем, что снижение численности пчел с каждым годом из-за изменения климата и пестицидов угрожает глобальной системе опыления. Роботы могут компенсировать эту потерю и открыть новые возможности для автономного сельского хозяйства.