تطوير حشرات روبوتية للمساعدة في تلقيح المحاصيل

© Photo / unsplash/James Wainscoat

عشتارتيفي كوم- وكالة سبوتنك/

سيتمكن المزارعون في المستقبل من زراعة الفواكه والخضروات داخل مستودعات متعددة المستويات باستخدام طريقة أكثر كفاءة للتلقيح الاصطناعي، ما يزيد من الغلة ويخفف بعض التأثيرات الضارة للزراعة على البيئة.

تمكنت حشرة روبوتية أخف من مشبك الورق، من تحقيق زمن طيران مذهل قدره 17 دقيقة، ما يمثل تقدماً كبيراً نحو التلقيح الميكانيكي الذي يمكن أن يحول الزراعة الداخلية إلى أفق جديد.

نجح باحثون في معهد "ماساتشوستس" للتكنولوجيا في تطوير تصميم جديد لروبوت طائر مصغر يمكنه من البقاء في الهواء لمدة أطول بـ 100 مرة من الإصدارات السابقة أثناء أداء مناورات جوية معقدة.

ويقول كيفن تشين، الأستاذ المشارك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الذي قاد البحث: "مدى الطيران الذي أظهرناه في هذه الورقة البحثية ربما يكون أطول من إجمالي مقدار الطيران الذي تمكن مجالنا من تجميعه بهذه الحشرات الآلية. ومع تحسن عمر هذا الروبوت ودقته، نقترب من بعض التطبيقات المثيرة للغاية، مثل التلقيح المساعد".

وقد أعاد الباحثون تصميم روبوتهم السابق بالكامل، الذي كان يستخدم ثمانية أجنحة.

ويوضح تشين: "لكن لا توجد حشرة لها ثمانية أجنحة. في تصميمنا القديم، كان أداء كل وحدة على حدة دائمًا أفضل من الروبوت المجمع".

يستخدم الإصدار الجديد أربعة أجنحة فقط تم وضعها لتجنب التداخل مع رفع بعضها بعضا. كما يوفر هذا التصميم الانسيابي مساحة للروبوت لحمل بطاريات أو أجهزة استشعار صغيرة في المستقبل.

وفي الاختبارات، أظهر الروبوت خفة حركة غير مسبوقة، إذ وصل إلى سرعات 35 سنتيمترًا في الثانية أثناء أداء مناورات بهلوانية بما في ذلك لف الجسم والقفز المزدوج. حتى أنه تتبع مسار طيران بدقة.

تطلب الإنجاز التغلب على تحديات هندسية كبيرة. فقد طور الفريق ناقل حركة أكثر متانة يربط الأجنحة بعضلات صناعية صغيرة مصنوعة من مواد مصممة خصيصًا. كما ابتكر مفصل جناح دقيق للغاية يبلغ طوله نحو 2 سم ولكن قطره 200 ميكرون فقط - وهو إنجاز تطلب إتقان عملية قطع بالليزر معقدة.

ورغم أن الروبوت يمثل تقدماً كبيراً، إلا أن تشين يشير إلى أنه لا يزال أقل من قدرات الطبيعة، موضحا: "أجنحة النحل يتم التحكم فيها بدقة بواسطة مجموعة معقدة للغاية من العضلات. وهذا المستوى من الضبط الدقيق هو شيء يثير اهتمامنا حقاً، لكننا لم نتمكن بعد من تكراره".

وفقا لمجلة "Science Robotics"، يتطلع الفريق إلى المضي قدمًا في تصميمه، حيث يستهدف الوصول بأوقات الطيران إلى أكثر من 10 آلاف ثانية. كما يعملون على تمكين الروبوت من الهبوط والإقلاع من الزهور، في حين يطورون طرقًا لإضافة بطاريات وأجهزة استشعار للطيران المستقل خارج المختبر.

يقول تشين: "منصة الروبوت الجديدة هذه هي نتيجة رئيسية لمجموعتنا وتؤدي إلى العديد من الاتجاهات المثيرة. على سبيل المثال، سيكون دمج أجهزة الاستشعار والبطاريات والقدرات الحاسوبية في هذا الروبوت محورًا رئيسيًا في السنوات الثلاث إلى الخمس المقبلة".