Cerca de um terço das culturas alimentares do mundo precisam de ajuda com a polinização, mas mais de 40% das espécies de insetos que desempenham esse papel
estão em risco de extinção. Os pesquisadores buscaram uma solução para o problema em vários campos. Alguns cientistas se concentraram em maneiras de proteger abelhas e outros polinizadores importantes, enquanto outros começaram a procurar uma chave fora do mundo natural.
Assim, alguns engenheiros chegaram à conclusão de que um exército de polinizadores robóticos ajudará a manter o rendimento das culturas. Essa ideia foi guiada por uma equipe de pesquisadores no Japão durante o desenvolvimento de um pequeno drone capaz de polinizar flores.
Depois de estudar
as abelhas , Eijiro Miyako, um membro sênior do
Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada, e seus colegas perceberam que, usando drone e gel de íon líquido, o pólen poderia ser coletado de uma flor e colocado em outra. Como base, os cientistas adotaram uma versão modificada do quadrocopter PXY CAM acessível.
Em um estudo sobre moscas e formigas, os cientistas perceberam que você não pode colocar o gel diretamente na superfície lisa de um pequeno robô voador. Em vez disso, eles precisavam de algo como um pincel que colete pólen de uma flor. Em seguida, os cientistas japoneses colaram uma tira de pêlo na superfície do drone e aplicaram um gel de íon nele.
Tentativas anteriores de criar polinizadores artificiais não foram realizadas em nenhum projeto bem-sucedido, no entanto, o Dr. Miyako conseguiu. Durante o experimento, o quadrocóptero voou para a flor do lírio, coletou o pólen da antera na “escova” e entregou outra flor ao estigma.
Coleta de pólenOs resultados mostraram que o drone é realmente capaz de transferir pólen de uma flor para outra com quase o mesmo sucesso que as abelhas e outros polinizadores. Os cientistas precisam verificar se as sementes serão obtidas como resultado dessa polinização.
PolinizaçãoNo momento, os quadrocopters Miyako são controlados por um operador humano. No futuro, os pesquisadores precisarão desenvolver um sistema de "visão" que permita que os drones reconheçam as flores por conta própria. Hoje, o software de reconhecimento visual é bastante desenvolvido, então os cientistas têm certeza de que não será difícil para eles desenvolver algo para sua ideia. No entanto, os pesquisadores não relataram como encaixar esse sistema, consumindo dezenas e, às vezes, centenas de watts de energia em um drone tão pequeno.
O sucesso alcançado pela equipe de Miyako e outros pesquisadores é apenas o primeiro passo. Os cientistas podem criar uma ferramenta que polinize as plantas, mas ainda precisam descobrir como aplicar o conceito em escala maciça, necessário para torná-lo útil para os agricultores.
Agora, muitos agricultores dependem principalmente de abelhas domésticas. Eles vivem em densas populações - várias dezenas de milhares de abelhas que trabalham em cada colméia. Obviamente, a substituição de um "exército" por drones exigirá o investimento de quantidades muito significativas.
Economistas agrícolas também compartilham essa visão. Eis como eles argumentam sobre seu ponto de vista: se, por exemplo, um produtor de amêndoas paga um aluguel de US $ 150 por colmeia para 30 mil abelhas que trabalham, em seguida, cerca de meio centavo por abelha. Se as abelhas trabalham no bosque por duas semanas, esse valor chega a 0,035 centavos de dólar por dia. Assim, os drones polinizadores devem cair significativamente no preço antes que possam competir com as abelhas.
Alguns especialistas também têm dúvidas sobre como os quadrocópteros se adaptarão à estrutura de cada flor em particular para não danificá-la. Apesar do fato de o drone ter conseguido transferir o pólen de uma flor para outra, há temores de que o próprio dispositivo possa danificar as flores. Uma máquina que se depara com um órgão reprodutivo pode realmente "derrubá-lo" ou quebrar o estigma.
Os céticos afirmam que o lírio foi escolhido pelos cientistas para facilitar a tarefa do drone, já que o formato da flor não interfere na polinização. Para expandir o escopo da polinização tecnológica para estruturas de flores menores e mais complexas, os drones devem se tornar mais flexíveis no controle. Uma equipe de pesquisa do laboratório de Microbótica de Harvard já criou o RoboBee, um pequeno drone que pode ser usado para polinização.
Outra pergunta que os cientistas estão perguntando aos pesquisadores japoneses é como carregar um novo "lote" de pólen depois que o drone entregou sua carga ao estigma. Posso usar o gel nas vilosidades repetidamente? A resposta para essas perguntas ainda não está disponível.
Os entomologistas acreditam que a melhor solução para os problemas de polinização não está na tecnologia, mas na natureza. Na sua opinião, a saída desta situação é domesticar abelhas selvagens. As abelhas selvagens vivem uma vida mais isolada do que seus irmãos domesticados e constroem ninhos em pequenas tocas no chão ou em buracos em árvores velhas. Os cientistas já estão fazendo grandes esforços para domá-los.
Mas mesmo sem domesticar abelhas ou abelhas selvagens, os agricultores podem tirar proveito de sua capacidade de polinização. Tudo o que é necessário é alocar terras suficientes e favoráveis ao habitat desses insetos.
Existe uma terceira opção na junção da natureza e da tecnologia - insetos ciborgues. Nos últimos anos, os cientistas já aprenderam a controlar insetos grandes usando implantes elétricos, mas agora a ciência foi ainda mais longe. Como parte do projeto DragonflEye, os cientistas podem
controlar o vôo das libélulas usando fibras ópticas implantadas. Todos os componentes eletrônicos necessários para a navegação autônoma são embalados em uma pequena “mochila” na parte de trás da libélula, que é alimentada por um painel solar.
O trabalho científico foi publicado na revista Chem em 9 de fevereiro de 2017.
DOI:
10.1016 / j.chempr.2017.01.008