تطوير حشرات روبوتية لتلقيح المحاصيل الزراعية

طوّر باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا "MIT" في الولايات المتحدة، روبوتات صغيرة بحجم الحشرات، قادرة على الطيران لفترات طويلة، ما يمهّد الطريق لاستخدامها في التلقيح الميكانيكي للمحاصيل.

وأوضح الباحثون أن هذه الابتكارات تهدف إلى مساعدة المزارعين في مزارع متعددة المستويات، ما يعزز الإنتاجية ويقلل الأثر البيئي للزراعة التقليدية. ونُشرت نتائج الدراسات التي أجراها الباحثون، في دورية "Science Robotics".

ويُعد تلقيح المحاصيل عملية أساسية لضمان إنتاج الفواكه والخضروات، ويعتمد عادةً على الحشرات الطبيعية مثل النحل، إلا أن التغيّرات البيئية واستخدام المبيدات أدّيا إلى تراجع أعداد النحل تراجعاً ملحوظاً، ما يبرز الحاجة إلى حلول مبتكرة.

مناورات معقدة

أشار الفريق إلى أن الروبوتات الطائرة يمكن أن تمثل بديلاً واعداً، إذ يمكنها محاكاة وظائف النحل بدقة وسرعة في تلقيح النباتات بفضل تقنيات متقدمة تشمل الأجنحة المرنة والمحركات الاصطناعية التي تمكّن هذه الروبوتات من أداء مناورات معقدة والطيران لفترات طويلة.

وأوضح الفريق أن الروبوت الجديد يزن أقلّ من مشبك الورق، ويتميّز بقدرته على الطيران لمدة 17 دقيقة، وهو رقم قياسي يزيد بمئة مرة عن التصاميم السابقة.

كما يمكنه الطيران بسرعة تصل إلى 35 سم/ثانية، وأداء مناورات هوائية مثل الدوران المزدوج في الهواء.

أربع وحدات

يتكون الروبوت من أربع وحدات بأجنحة مستقلة، ما يحسّن من قوة الرفع ويقلل الإجهاد الميكانيكي، ويتيح مساحة لإضافة بطاريات وأجهزة استشعار صغيرة مستقبلاً، الأمر الذي يعزز إمكانيات الروبوت للاستخدام خارج المختبر.

وأشار الباحثون إلى أن العضلات الاصطناعية التي تحرك أجنحة الروبوت صُنعت باستخدام مواد مرنة مدعومة بالكربون النانوي، الأمر الذي يمنحها كفاءة أكبر، كما جرى تطوير مفصّل جناح طويل يقلل الإجهاد في أثناء الحركة، باستخدام تقنية تصنيع دقيقة تعتمد على القطع بالليزر.

ونوّه الفريق بأن هذه الروبوتات تُعَدّ خطوة كبيرة نحو تعويض نقص الملقحات الطبيعية مثل النحل، خصوصاً في ظل التراجع العالمي في أعدادها.

ويأمل الباحثون تحسين دقة الروبوتات لتتمكن من الهبوط على الأزهار والتقاط الرحيق، إلى جانب تطوير بطاريات وأجهزة استشعار تجعلها قادرة على الطيران في البيئة الخارجية.

كذلك يعمل الباحثون على إطالة مدة طيران الروبوتات لتتجاوز ساعتين ونصف ساعة، لتعزيز استخدامها في التطبيقات الزراعية وتحقيق الزراعة المستدامة.