Роботы-пчелы как опылители будущего: Как роботы могут поддерживать вертикальные и внеземные фермы?

В ответ на растущий спрос на продукты питания вертикальное земледелие стало одной из инноваций в сельском хозяйстве. При этом методе культуры выращиваются не горизонтальными рядами, а друг над другом. Это обеспечивает контролируемую среду с минимальным вмешательством человека. Однако системы, используемые в вертикальном земледелии, пока не предлагают климатически безопасного подхода к обеспечению населения планеты продовольствием.

Проблемы эксплуатации вертикальных ферм

После того как в 2012 году в Сингапуре была открыта первая в мире коммерческая вертикальная ферма, все больше компаний присоединяются к этой отрасли, утверждая, что их футуристические фермы способны решить глобальный продовольственный кризис. Однако за последний год многие из этих вертикальных ферм столкнулись с проблемами, которые привели к банкротству физических лиц.

Большинство вертикальных ферм предлагают ограниченный ассортимент продукции, поскольку выращивают только зелень, такую как травы и салат-латук. Эти растения требуют небольшого количества воды, и их легко выращивать в помещении с помощью гидропоники. Чтобы по-настоящему решить проблему отсутствия продовольственной безопасности в мире, эти компании должны расширить свой ассортимент, а это значит, что опыление должно быть задействовано в их вертикальных фермах.

Опыление вручную отнимает много времени, поэтому фермерам приходится полагаться на естественных опылителей, таких как пчелы и летучие мыши. На самом деле, около трети культур, потребляемых человеком, производятся с помощью этих организмов.

Обращение за помощью к естественным опылителям – тоже непростое решение. В большинстве вертикальных ферм используется искусственное освещение, и домашним пчелам, одним из самых популярных естественных опылителей для коммерческих производителей, трудно ориентироваться под этим источником света.

Роботы-пчелы на помощь

С середины XX века специалисты изучают способы автоматизации сельского хозяйства с помощью роботов. Поскольку большинство сельскохозяйственных машин сосредоточено на послепроизводстве и сборе урожая, все больше исследователей уделяют внимание автоматизированному опылению.

Несколько ученых и компаний по всему миру пытались разработать и внедрить роботов-опылителей. Робототехник Ю Гу из Университета Западной Вирджинии разработал StickBug – шестирукую машину-опылитель, отвечающую за осмотр цветков, картирование, опыление и мониторинг развития.

Тем временем Сиддхарт Джадхав основал компанию Polybee, которая объединяет программное обеспечение на базе искусственного интеллекта и мини-беспилотники для сельскохозяйственных работ в закрытом грунте на вертикальных фермах и в теплицах. Устройство измеряет важные признаки растений и летает рядом с ними. Беспилотники перемешивают окружающий воздух, чтобы вибрировать цветы, вытряхивая пыльцу и вызывая оплодотворение.

Другая компания из Израиля под названием Arugga производит блуждающего наземного робота по имени Polly, который перемещается вдоль рядов растений и стимулирует опыление с помощью воздушных импульсов. Хотя процесс в основном автоматизирован, Polly управляется человеком-оператором с помощью планшета.

Эти компании отмечают, что эксплуатация роботов-опылителей – непростая задача. Например, они сталкиваются с проблемой наличия множества видов цветов и различных сельскохозяйственных условий. Несмотря на эти трудности, роботы-опылители все же могут обеспечить множество преимуществ, например, предотвратить распространение болезней пчелами. Естественные коммерческие пчелы могут вылететь за пределы теплицы и заразить диких пчел, живущих поблизости.

В будущем специалисты планируют перенести вертикальные фермы в космос, например, на Марс. На Международной космической станции астронавты выращивают зелень с помощью тепличных установок Veggie. Хотя ученые планируют завезти живых насекомых в качестве опылителей, предполагается, что их роботизированные аналоги, скорее всего, проживут дольше.