Ingenieros japoneses han creado un polinizador quadrocopter

Alrededor de un tercio de los cultivos alimentarios del mundo necesitan ayuda con la polinización, pero más del 40% de las especies de insectos que juegan este papel están en riesgo de extinción. Los investigadores han buscado una solución al problema en varios campos. Algunos científicos se han centrado en formas de proteger a las abejas y otros polinizadores importantes, mientras que otros han comenzado a buscar una clave fuera del mundo natural.

Entonces algunos ingenieros llegaron a la conclusión de que un ejército de polinizadores robóticos ayudará a mantener los rendimientos de los cultivos. Esta idea fue guiada por un equipo de investigadores en Japón durante el desarrollo de un pequeño dron capaz de polinizar flores.

Después de estudiar las abejas melíferas , Eijiro Miyako, investigador principal del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada, y sus colegas se dieron cuenta de que usando drone y gel de iones líquidos, uno podía recolectar polen de una flor y colocarlo en otra. Como base, los científicos tomaron una versión modificada del asequible quadrocopter PXY CAM.



En un estudio sobre moscas y hormigas, los científicos se dieron cuenta de que no se puede poner el gel directamente sobre la superficie lisa de un pequeño robot volador. En cambio, necesitaban algo como un cepillo que recoge el polen de una flor. Luego, los científicos japoneses pegaron una tira de piel a la superficie del dron y luego le aplicaron un gel de iones.



Los intentos anteriores para crear polinizadores artificiales no se han realizado en ningún proyecto exitoso, sin embargo, el Dr. Miyako tuvo éxito. Durante el experimento, el quadrocopter voló hacia la flor de lirio, recolectó polen de la antera en el "cepillo" y entregó otra flor al estigma.


Colección de polen

Los resultados mostraron que el dron es realmente capaz de transferir polen de una flor a otra con casi el mismo éxito que las abejas y otros polinizadores. Los científicos deben verificar si se obtendrán semillas como resultado de dicha polinización.


Polinización

Por el momento, los quadrocopters de Miyako están controlados por un operador humano. En el futuro, los investigadores necesitarán desarrollar un sistema de "visión" que permita a los drones reconocer las flores por sí mismos. Hoy en día, el software de reconocimiento visual está bastante desarrollado, por lo que los científicos están seguros de que no será difícil para ellos desarrollar algo para su creación. Sin embargo, los investigadores no informaron cómo instalar un sistema de este tipo, consumiendo decenas y, a veces, cientos de vatios de energía en un dron tan pequeño.

El éxito logrado por el equipo de Miyako y otros investigadores es solo el primer paso. Los científicos pueden crear una herramienta que pueda polinizar las plantas, pero aún tienen que descubrir cómo aplicar el concepto a gran escala, necesario para que sea útil para los agricultores.

Ahora muchos agricultores dependen principalmente de las abejas domésticas. Viven en poblaciones densas: varias decenas de miles de abejas trabajadoras en cada colmena. Obviamente, reemplazar tal "ejército" con drones requerirá la inversión de cantidades muy significativas.

Los economistas agrícolas también comparten esta opinión. Así es como argumentan su punto de vista: si, por ejemplo, un productor de almendras paga una renta de $ 150 por colmena por 30 mil abejas trabajadoras, entonces alrededor de ½ centavos por cada abeja. Si las abejas trabajan en el bosque durante dos semanas, esta cantidad alcanza los 0.035 centavos por día. Por lo tanto, los drones polinizadores deben caer significativamente en precio antes de que puedan competir con las abejas.

Algunos expertos también tienen preguntas sobre cómo los quadrocopters se adaptarán a la estructura de cada flor en particular para no dañarla. A pesar de que el dron pudo transferir polen de una flor a otra, existe el temor de que el dispositivo en sí mismo pueda dañar las flores. Una máquina que se topa con un órgano reproductor puede realmente "derribarlo" o romper el estigma.

Los escépticos afirman que el lirio fue elegido por los científicos para facilitar la tarea del dron, ya que la forma de la flor no interfiere con la polinización. Para ampliar el alcance de la polinización tecnológica a estructuras florales más pequeñas y complejas, los drones deben ser más flexibles en el control. Un equipo de investigación en el laboratorio de Microbotics de Harvard ya ha fabricado RoboBee, un pequeño dron que podría usarse para la polinización.


Otra pregunta que los científicos hacen a los investigadores japoneses es cómo cargar un nuevo "lote" de polen después de que el dron haya entregado su carga al estigma. ¿Puedo usar el gel en las vellosidades repetidamente? La respuesta a estas preguntas aún no está disponible.

Los entomólogos creen que la mejor solución para los problemas de polinización no radica en la tecnología, sino en la naturaleza. En su opinión, la salida de esta situación es la domesticación de las abejas salvajes. Las abejas salvajes viven una vida más apartada que sus hermanos domesticados y construyen nidos en pequeñas madrigueras en el suelo o agujeros en árboles viejos. Los científicos ya están haciendo grandes esfuerzos para domesticarlos.

Pero incluso sin domar abejorros o abejas silvestres, los agricultores pueden aprovechar su capacidad de polinización. Todo lo que se requiere es asignar suficiente tierra favorable para el hábitat de estos insectos.

Hay una tercera opción en la unión de la naturaleza y la tecnología: los insectos cyborg. En los últimos años, los científicos ya han aprendido a controlar grandes insectos utilizando implantes eléctricos, pero ahora la ciencia ha ido aún más lejos. Como parte del proyecto DragonflEye, los científicos pueden controlar el vuelo de las libélulas utilizando fibras ópticas implantadas. Todos los dispositivos electrónicos necesarios para la navegación autónoma están empaquetados en una pequeña "mochila" en la parte posterior de la libélula, que funciona con un panel solar.

El trabajo científico fue publicado en la revista Chem el 9 de febrero de 2017.
DOI: 10.1016 / j.chempr.2017.01.008