
Пчёлы-репликанты предназначены для ухода за маткой, а корни-роботы «сплетут» под лесом свою Сеть
Робототехника и искусственный интеллект (ИИ) могут помочь создать более здоровые пчелиные семьи, способствуя биоразнообразию и снабжению продовольствием.
Роботизированные пчёлы-репликанты поселились возле ничего не подозревающей королевы улья. Объединяя миниатюрную робототехнику, ИИ и машинное обучение, учёные планируют, что роботизированные пчёлы будут стимулировать откладывание маткой яиц, например, кормя её нужной пищей в нужное время.
— Фаршад Арвин, робототехник и специалист по информатике из Университета Дарема в Великобритании.
А тем временем роботизированные корни, которые могут адаптироваться и взаимодействовать с реальными растениями и грибами, усердно работают под землёй. Там они образуют обширные сети.
Роботизированные пчёлы и подземные сети разрабатываются в рамках двух проектов, финансируемых ЕС. Обе инициативы направлены на изучение того, как искусственные версии живого помогут реальным организмам и окружающей среде выживать и процветать, обеспечивая при этом изобилие пищи для людей.
Для проектов выбрали как раз то, что играет центральную роль в поддержании экосистем и важно для долгосрочного будущего планеты. Многие виды сталкиваются с резким сокращением численности из-за потери среды обитания, её загрязнения и изменения климата. В том числе подвергается риску медоносная пчела, ключевой вид насекомых для опыления, необходимый для 75% сельхозкультур.
Фаршад Арвин возглавляет проект RoboRoyale, который сочетает в себе микроробототехнику, биологию и технологии машинного обучения для улучшения самочувствия пчелиной матки. Проект финансируется программой Pathfinder («Следопыт») Европейского инновационного совета.
По словам Арвина, уникальность RoboRoyale в том, что проект сосредоточен исключительно на королеве, а не на всей колонии. Учёные намерены показать, как поддержка одного ключевого организма может стимулировать всю окружающую среду, сотни миллионов организмов.
Система с несколькими роботами, которую исследователи начнут тестировать в ближайшие месяцы, со временем научится ухаживать за маткой, чтобы оптимизировать откладывание яиц и выработку феромонов — химических ароматов, влияющих на поведение улья. Система внедряется в искусственных стеклянных ульях для наблюдения в Австрии и Турции, а пчёлы-репликанты предназначены для замены так называемых придворных пчёл, которые обычно взаимодействуют с маткой.
Ожидаемая выгода заключается в том, что в результате увеличение количества пчёл и вылетов усилится опыление окружающей экосистемы для поддержки роста растений и животных.
Система позволяет управлять шестью-восемью роботизированными придворными пчёлами, некоторые из которых оснащены микрокамерами. Эксперимент пройдёт внутри наблюдательного улья с помощью контроллера, прикреплённого к репликантам снаружи. Конечная цель — сделать роботов-пчёл полностью автономными.
До этого команда RoboRoyale наблюдала за пчелиными матками в нескольких ульях, используя камеры с высоким разрешением и программное обеспечение для анализа изображений, чтобы лучше понять поведение насекомых.
Команда учёных собрала более 150 млн образцов траекторий движения маток внутри улья и подробные кадры их социального взаимодействия с другими пчёлами. Сейчас идёт анализ данных.
Исследователи RoboRoyale надеются, что после того, как роботизированную систему протестируют, это поспособствует пониманию биогибридных технологий не только у пчёл, но и у других организмов.
Другой проект, I-Wood, исследует совсем другой тип взаимодействия — подземный. Учёные из Итальянского технологического института (IIT) в Генуе изучают то, что они называют Wood Wide Web («Охватывающая лес сеть»), по аналогии с полными названием интернета. I-Wood состоит из корней растений, соединённых друг с другом через симбиотическую сеть грибов, которые обеспечивают их питательными веществами и помогают им делиться ресурсами и взаимодействовать.
— Барбара Маццолаи, специалистка по робототехнике IIT, руководительница проекта I-Wood.
Чтобы лучше понять такие сети и найти способы стимулировать их рост, I-Wood разрабатывает мягкие, изменяющие форму роботизированные корни, которые могут адаптироваться и взаимодействовать с реальными растениями и грибами. Идея заключается в том, чтобы роботизированный корень использовал миниатюрный 3D-принтер на кончике и мог расти и разветвляться слой за слоем в зависимости от факторов окружающей среды, таких как температура, влажность и доступные питательные вещества.
Барбара Маццолаи пояснила, что таким образом технологии помогут расширить знания о взаимоотношениях между симбионтами и хозяевами. У команды Маццолаи есть теплица, где они выращивают побеги риса с подселёнными на них грибами. До сих пор исследователи изучали рост корней и грибов отдельно. Вскоре они планируют объединить свои результаты, чтобы увидеть, как, когда и где происходит взаимодействие между ними, и какие молекулы в этом участвуют.
Полученные результаты впоследствии могут быть использованы роботами I-Wood, чтобы помочь естественному симбиозу между грибами и корнями работать максимально эффективно. Команда надеется начать экспериментировать с роботами в теплице к концу текущего года.
По словам Маццолаи, роботизированные корни можно запрограммировать на автономное движение с помощью датчиков на их кончиках. Подобно тому, как настоящие корни или дождевые черви перемещаются под землёй, искусственные корни также будут искать пути, по которым легче перемещаться в зависимости от плотности почвы.
Но есть проблемы при сочетании робототехники с природой. Например, пчёлы чувствительны к чужеродным объектам в своём улье и могут удалять их или покрывать воском. Это затрудняет использование датчиков для отслеживания. Однако пчёлы стали более терпимыми после того, как учёные изменили покрытие датчиков, материалы и запах, сообщил Фаршад Арвин из RoboRoyale.
Несмотря на эти проблемы, Арвин и Маццолаи считают, что робототехника и ИИ могут сыграть ключевую роль в поддержании экосистем и окружающей среды в долгосрочной перспективе. Для Маццолаи привлекательность заключается в потенциале технологий, позволяющих проводить более глубокий анализ малоизученных взаимодействий между растениями, животными и окружающей средой.
Например, поскольку подземная сеть корней растений и грибов считается критически важной для поддержания здоровых экосистем и ограничения глобального потепления путём блокирования углерода, роботизированные корни проекта могут помочь пролить свет на то, как мы можем защитить и поддержать эти естественные процессы.
Роботизированные пчёлы-репликанты поселились возле ничего не подозревающей королевы улья. Объединяя миниатюрную робототехнику, ИИ и машинное обучение, учёные планируют, что роботизированные пчёлы будут стимулировать откладывание маткой яиц, например, кормя её нужной пищей в нужное время.
Мы планируем повлиять на всю экосистему, взаимодействуя только с одним животным, королевой. Если мы сможем стимулировать откладывание яиц в нужное время, мы ожидаем, что у нас будут более здоровые выводки и более активные и здоровые колонии. Это улучшит опыление
— Фаршад Арвин, робототехник и специалист по информатике из Университета Дарема в Великобритании.
А тем временем роботизированные корни, которые могут адаптироваться и взаимодействовать с реальными растениями и грибами, усердно работают под землёй. Там они образуют обширные сети.
Роботизированные пчёлы и подземные сети разрабатываются в рамках двух проектов, финансируемых ЕС. Обе инициативы направлены на изучение того, как искусственные версии живого помогут реальным организмам и окружающей среде выживать и процветать, обеспечивая при этом изобилие пищи для людей.
Для проектов выбрали как раз то, что играет центральную роль в поддержании экосистем и важно для долгосрочного будущего планеты. Многие виды сталкиваются с резким сокращением численности из-за потери среды обитания, её загрязнения и изменения климата. В том числе подвергается риску медоносная пчела, ключевой вид насекомых для опыления, необходимый для 75% сельхозкультур.
Фаршад Арвин возглавляет проект RoboRoyale, который сочетает в себе микроробототехнику, биологию и технологии машинного обучения для улучшения самочувствия пчелиной матки. Проект финансируется программой Pathfinder («Следопыт») Европейского инновационного совета.
По словам Арвина, уникальность RoboRoyale в том, что проект сосредоточен исключительно на королеве, а не на всей колонии. Учёные намерены показать, как поддержка одного ключевого организма может стимулировать всю окружающую среду, сотни миллионов организмов.
Система с несколькими роботами, которую исследователи начнут тестировать в ближайшие месяцы, со временем научится ухаживать за маткой, чтобы оптимизировать откладывание яиц и выработку феромонов — химических ароматов, влияющих на поведение улья. Система внедряется в искусственных стеклянных ульях для наблюдения в Австрии и Турции, а пчёлы-репликанты предназначены для замены так называемых придворных пчёл, которые обычно взаимодействуют с маткой.
Ожидаемая выгода заключается в том, что в результате увеличение количества пчёл и вылетов усилится опыление окружающей экосистемы для поддержки роста растений и животных.
Система позволяет управлять шестью-восемью роботизированными придворными пчёлами, некоторые из которых оснащены микрокамерами. Эксперимент пройдёт внутри наблюдательного улья с помощью контроллера, прикреплённого к репликантам снаружи. Конечная цель — сделать роботов-пчёл полностью автономными.
До этого команда RoboRoyale наблюдала за пчелиными матками в нескольких ульях, используя камеры с высоким разрешением и программное обеспечение для анализа изображений, чтобы лучше понять поведение насекомых.
Команда учёных собрала более 150 млн образцов траекторий движения маток внутри улья и подробные кадры их социального взаимодействия с другими пчёлами. Сейчас идёт анализ данных.
Исследователи RoboRoyale надеются, что после того, как роботизированную систему протестируют, это поспособствует пониманию биогибридных технологий не только у пчёл, но и у других организмов.
Другой проект, I-Wood, исследует совсем другой тип взаимодействия — подземный. Учёные из Итальянского технологического института (IIT) в Генуе изучают то, что они называют Wood Wide Web («Охватывающая лес сеть»), по аналогии с полными названием интернета. I-Wood состоит из корней растений, соединённых друг с другом через симбиотическую сеть грибов, которые обеспечивают их питательными веществами и помогают им делиться ресурсами и взаимодействовать.
Биомимикрия в робототехнике и технологиях будет играть фундаментальную роль в спасении нашей планеты
— Барбара Маццолаи, специалистка по робототехнике IIT, руководительница проекта I-Wood.
Чтобы лучше понять такие сети и найти способы стимулировать их рост, I-Wood разрабатывает мягкие, изменяющие форму роботизированные корни, которые могут адаптироваться и взаимодействовать с реальными растениями и грибами. Идея заключается в том, чтобы роботизированный корень использовал миниатюрный 3D-принтер на кончике и мог расти и разветвляться слой за слоем в зависимости от факторов окружающей среды, таких как температура, влажность и доступные питательные вещества.
Барбара Маццолаи пояснила, что таким образом технологии помогут расширить знания о взаимоотношениях между симбионтами и хозяевами. У команды Маццолаи есть теплица, где они выращивают побеги риса с подселёнными на них грибами. До сих пор исследователи изучали рост корней и грибов отдельно. Вскоре они планируют объединить свои результаты, чтобы увидеть, как, когда и где происходит взаимодействие между ними, и какие молекулы в этом участвуют.
Полученные результаты впоследствии могут быть использованы роботами I-Wood, чтобы помочь естественному симбиозу между грибами и корнями работать максимально эффективно. Команда надеется начать экспериментировать с роботами в теплице к концу текущего года.
По словам Маццолаи, роботизированные корни можно запрограммировать на автономное движение с помощью датчиков на их кончиках. Подобно тому, как настоящие корни или дождевые черви перемещаются под землёй, искусственные корни также будут искать пути, по которым легче перемещаться в зависимости от плотности почвы.
Но есть проблемы при сочетании робототехники с природой. Например, пчёлы чувствительны к чужеродным объектам в своём улье и могут удалять их или покрывать воском. Это затрудняет использование датчиков для отслеживания. Однако пчёлы стали более терпимыми после того, как учёные изменили покрытие датчиков, материалы и запах, сообщил Фаршад Арвин из RoboRoyale.
Несмотря на эти проблемы, Арвин и Маццолаи считают, что робототехника и ИИ могут сыграть ключевую роль в поддержании экосистем и окружающей среды в долгосрочной перспективе. Для Маццолаи привлекательность заключается в потенциале технологий, позволяющих проводить более глубокий анализ малоизученных взаимодействий между растениями, животными и окружающей средой.
Например, поскольку подземная сеть корней растений и грибов считается критически важной для поддержания здоровых экосистем и ограничения глобального потепления путём блокирования углерода, роботизированные корни проекта могут помочь пролить свет на то, как мы можем защитить и поддержать эти естественные процессы.
- Дмитрий Ладыгин
- robohub.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

32 удивительных подарка за последние 20 лет: ученые пытаются понять, за что косатки «балуют» людей
Природная доброта? Любопытство? Желание выйти на контакт?...

Найдено идеальное место для жизни на Марсе
По словам ученых, оно похоже… на нашу Сибирь....

Уникальная находка в Нидерландах: археологи обнаружили римский лагерь далеко за пределами Империи
Как лидар и искусственный интеллект нашли объект-«невидимку» II века....

Тайна разгадана: стало известно, почему большинство кошек предпочитают спать строго на одном боку
Оказалось, что это древний защитный механизм, которому миллионы лет....

Эксперты обнаружили существ, переживших прямой удар астероида, который уничтожил динозавров
Почему конец света — это вовсе не повод, чтобы вымирать?...

«Вертолетная» конструкция да Винчи может сделать беспилотники тише, быстрее и даже дешевле
Ученые поражены, насколько разработка Леонардо опередила время....

Ученые хотят создать хранилище микробов, чтобы те… не вымерли
Звучит кошмарно, но на самом деле от этого зависит судьба всего человечества....