Japonský 4 centimetry a 15 gramů vážící mikrodron s kartáčkem žíní na přenos nalepeného pylu. Kredit: Eijiro Miyako, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. Video ZDE.

Vědci z West Virginia University (WVU) vyvinuli umělého opylovače, který by se měl stát pomocníkem skleníkových plantážníků a vylepšovat jim úrodu ovoce. Výzkum financovalo americké ministerstvo zemědělství (USDA) prostřednictvím National Institute of Food and Agriculture (NIFA). Výstupem je prototyp robotu se specializací maliník, ostružiník. Proto také nese označení BrambleBee, což se dá přeložit jako „ostružinová včela“.

BrambleBee - skleníkový autonomní opylovací robot. Kredit: Gu et al.

Robot je zcela autonomní. Nejprve se svým lidarem provede obchůzku, při níž si zmapuje prostředí a získá představu o počtu dostupných květů. Teprve po této inspekční cestě se rozhodne, kterým směrem a ke které rostlině se vydá. Závisí to na počtu dostupných květinových klastrů nacházejících se ve stadiu vhodném k opylování. Teprve až když se robot na zvoleném místě zastaví, přichází na řadu precizní skenování, na jehož základě se rameno minimalizovaným počtem potřebných úkonů a snahou vyhnout se překážkám, přikročí k opatrnému přenosu pylových zrn na bliznu. Provede to tak jemně, že ani okolní květy nepoškodí.

Gu Yu, vedoucí výzkumného kolektivu s ukázkou jak v nasnímaném obrazu algoritmus „vybírá vhodné květy“. Kredit: Gu Yu, West Virginia University.

Video nám poskytlo představu, jakým je americký robot pracantem. Pravdou je, že nepotřebuje dodržovat pracovní dobu ani přestávky na oběd, nicméně žádný stachanovec to není. Naskenování rostliny, zpracování obrazu, vysunutí otočného ramene s cíleně přesným aktem opylení, představuje téměř minutu na jeden květ. A to ještě ukázka probíhá na dost ubohé rostlince v květináči se snadno přístupným cílem.

Klasika s hmotností desetiny gramu se přesouvá z místa na místo rychlostí 21 až 24 km/h. Denně včely jednoho úlu navštíví přes 225 000 květin. Jedna včela opyluje až několik tisíc květů.

V praxi bývají maliníky keřovitými propletenci výhonů a rozrostlý keř může mít i desítky tisíc postupně se rozvíjejících květů. To vše na několika metrech. Z toho plyne, že  robot by v komerčním skleníku musel mít kamarády. A že by to musela být dobře sehraná parta, aby se jeden druhému nepletl pod kola. Navíc by si musely opylené květy nějak značkovat, jinak by dokola dělaly tu samou práci. Musela by se dořešit i jejich vzájemná komunikace. Aby si vzájemně mohly vynutit „stop“. Když by totiž jeden z robotů svým ramenem na jedné straně do něčeho nechtěně strčil, na opačném konci by řada kvítků změnila svou pozici, což by  kolegovi provádějícímu precizní finální fázi opylování nemuselo být zrovna po chuti.

Ukázka významu hmyzích opylovačů pro výnosy ostružiníku maliníku. Vlevo a uprostřed je plod vzniklý samoopylením. Vpravo je plod vzniklý opylením hmyzem.

Odhadujeme, že pokud by stávající technologie byla vpuštěna na jedno hektarový sad, a aby byl výsledek adekvátní jednomu včelstvu, muselo by na ploše sto krát sto metrů drandit okolo půl tisícovky roboopylovačů. A protože by se rej  půlmetrákových pomocníků neobešel bez dodávky energie, součástí opylovací akce by musela být také výkonná nabíjecí stanice.

Dřevina ostružiník maliník kvete v květnu až červenci a pokud výzkumníci své robosvěřenkyně nenaučí také létat, tak po třech měsících by běžné skleníky nejspíš  připomínaly rozježděný tankodrom.

Pokud jsme v našich úvahách někde neudělali chybu, tak to vypadá, že k loňskému japonskému ekonomickému nesmyslu v podobě hejn mikrodronů řízených umělou inteligencí přibylo letos velké kulové z Ameriky.

Možná by nebylo od věci místo hledání náhrady včel soustředit se na jejich záchranu. Třeba proto, že se obejdou bez drahého  lithia. A  že místo spotřeby energie nám ji v podobě něčeho sladkého na zub, k opylení dávají jako bonus.

Errata: ...velké kolové z Ameriky.

Literatura
Nicholas Ohi, Kyle Lassak, Ryan Watson, Jared Strader, Yixin Du, Chizhao Yang, Gabrielle Hedrick, Jennifer Nguyen, Scott Harper, Dylan Reynolds, Cagri Kilic, Jacob Hikes, Sarah Mills, Conner Castle, Benjamin Buzzo, Nicole Waterland, Jason Gross, Yong-Lak Park, Xin Li, Yu Gu.:“Design of an Autonomous Precision Pollination Robot“, arXiv:1808.10010