Γιατί το MIT κατασκευάσει έντομα ρομπότ;

Οι επιστήμονες του MIT σχεδιάζουν ρομποτικά έντομα που θα μπορούσαν κάποια μέρα να ξεμυτίσουν από μηχανικές κυψέλες και να πραγματοποιήσουν επικονίαση με γρήγορο ρυθμό, διασφαλίζοντας ότι τα φρούτα και τα λαχανικά θα καλλιεργούνται σε πρωτοφανές επίπεδο.

Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να αυξήσει δραματικά τις αποδόσεις των καλλιεργειών χωρίς να βλάψει το περιβάλλον.

Η τεχνητή επικονίαση είναι μια διαδικασία μέσω της οποίας οι άνθρωποι μετακινούν με το χέρι τη γύρη από το ένα λουλούδι στο άλλο, με προόδους όπως η μηχανική επικονίαση μεταξύ των τεχνικών που αναπτύσσονται. Η ιδέα της χρήσης εντόμων ρομπότ δεν είναι νέα, αλλά ένα πρόβλημα που αντιμετώπισαν οι προηγούμενες γενιές ρομπότ σε μέγεθος bug ήταν η έλλειψη αντοχής, ταχύτητας και εναέριας ευελιξίας σε σύγκριση με τις μέλισσες και άλλα πραγματικά έντομα.

Ωστόσο, μια νέα εργασία που δημοσιεύτηκε στις 15 Ιανουαρίου στο περιοδικό Science Robotics, αποκάλυψε ότι θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα σχέδιο με χαρακτηριστικά που ανταποκρίνονται στους τρέχοντες περιορισμούς στη μηχανική επικονίαση.

Τα νέα σχέδια ρομποτ μπορούν να πετάξουν 100 φορές περισσότερο από τις προηγούμενες εκδόσεις, ενώ είναι ελαφρύτερα και διαθέτουν αρκετό χώρο αποθήκευσης για μπαταρίες, είπαν οι επιστήμονες. Πρόσθεσαν ότι η ακρίβεια και η ευελιξία των ρομπότ έχουν βελτιωθεί ενώ το άγχος στις κάμψεις των φτερών τους που συνήθως παρουσιάζονται κατά τη διάρκεια της πτήσης έχει μειωθεί.

Η κάμψη πτερυγίων είναι η ικανότητα του πτερυγίου ενός αεριωθούμενου (στην περίπτωση αυτή, των "bot-bot") να λυγίζει. Η ομάδα έπρεπε να διασφαλίσει ότι τα φτερά ενός αεροσκάφους ελαφρύτερου από έναν συνδετήρα όχι μόνο θα ξεπερνούσαν τα προηγούμενα σχέδια, αλλά θα είχαν καλύτερη απόδοση από τα αντίστοιχα βιολογικά για να φέρουν επανάσταση στον τρόπο καλλιέργειας των προϊόντων.

«Η ποσότητα πτήσης που δείξαμε σε αυτό το έγγραφο είναι πιθανώς μεγαλύτερη από όλη την ποσότητα πτήσης που μπόρεσε να συσσωρεύσει το πεδίο μας με αυτά τα ρομποτικά έντομα», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Kevin Chen, αναπληρωτής καθηγητής ρομποτικής στο MIT. "Με τη βελτιωμένη διάρκεια ζωής και την ακρίβεια αυτού του ρομπότ, πλησιάζουμε σε μερικές πολύ συναρπαστικές εφαρμογές, όπως η υποβοηθούμενη επικονίαση".

Τα drones μεγέθους εντόμου χρειάζονταν σημαντική βελτίωση σε σχέση με τα προηγούμενα σχέδια, αναγνώρισε η ομάδα στο έγγραφό της.

Σε προηγούμενο σχέδιο του MIT, το ρομποτικό έντομο κατασκευάστηκε από τέσσερις πανομοιότυπες μονάδες, η καθεμία με δύο φτερά. Οι ορθογώνιες συσκευές είχαν περίπου το μέγεθος μιας μικροκασέτας και η καθεμία είχε οκτώ φτερά.

"Δεν υπάρχει έντομο που να έχει οκτώ φτερά. Στο παλιό μας σχέδιο, η απόδοση κάθε μεμονωμένης μονάδας ήταν πάντα καλύτερη από το συναρμολογημένο ρομπότ", είπε ο Τσεν.

Επειδή η συσκευή δεν έμοιαζε με την πραγματική της αντίστοιχη (κυρίως λόγω των φτερών), συγκρατούσε την απόδοση. Το λεπτό ζεύγος φτερών στις μέλισσες τις αφήνει να πετούν ελεύθερα και με ταχύτητα, ενώ τα οκτώ φτερά στο αντίστοιχο ρομποτικό τους έκαναν να φυσούν πολύ αέρα, μειώνοντας την ποσότητα ανύψωσης στη ρομποτική μέλισσα.

Το νέο σχέδιο του MIT χώρισε αυτό το ρομπότ στη μέση. Κάθε μία από τις τέσσερις μονάδες έχει ένα ενιαίο φτερό που φτερουγίζει μακριά από το κέντρο του ρομπότ. Αυτό το χαρακτηριστικό σταθεροποιεί την κάθετη κίνησή του, επιτρέποντάς του να σηκώνεται ψηλότερα από πριν. Έχοντας τα μισά φτερά από τον προκάτοχό του, ο νέος σχεδιασμός επιτρέπει επίσης αρκετό χώρο αποθήκευσης στο ρομπότ για να μεταφέρει ηλεκτρονικές συσκευές όπως μπαταρίες.

Η ομάδα δημιούργησε επίσης πολύπλοκα σήματα που συνέδεαν τα φτερά με συσκευές εντός του σχεδίου, αναπαράγοντας «μύες». Αυτά τα σήματα, που αναφέρονται ως μεταδόσεις, απαιτούσαν ορισμένες προσαρμογές στο μέγεθος των φτερών, αλλά συνολικά μπορούσαν να μειώσουν την καταπόνηση που εμπόδιζε την αντοχή των προηγούμενων εκδόσεων.

Ο Τσεν είπε ότι υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να γίνουν για να βελτιωθεί περαιτέρω ο σχεδιασμός. Η ομάδα θέλει να ενσωματώσει αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας στο μέλλον, παράλληλα με την ενσωμάτωση αισθητήρων, μπαταριών και ακόμη και υπολογιστικών δυνατοτήτων σε αυτό το "bug-bot" μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.