ענף המחקר המכונה רובוטיקה אינטראקטיבית עבר במהרה מעבר לביצוע משימות מתוכנתות מראש וחוזרות על עצמן לפעילויות מורכבות יותר כמו אינטראקציה עם יצורים חיים. לדוגמה, רובוטים ביו-תואמים וביומימטיים משמשים יותר ויותר לחקר בעלי חיים וצמחים.
מערכות רובוטיות המשתמשות בבעלי חיים בלולאה שימושיות במיוחד לחקירת התנהגויות קולקטיביות שקשה לחקור באמצעות טכניקות מסורתיות. מערכות אלו לא רק מציעות נקודות מבט חדשות על התנהגות ומחקרי שימור בעלי חיים. הם גם מקדמים חדשנות הנדסית ברובוטים.
שותפות שנערכה לאחרונה בין ה-École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) בשוויץ ואוניברסיטת גראץ באוסטריה הוכיחה עד כמה מערכות בעלי חיים בלולאה יכולות להיות מוצלחות כאשר מערכת רובוטית מתוכננת ומשולבת במושבת דבורי דבש.
באמצעות מכשיר רובוטי, החוקרים ערכו מחקרים לא פולשניים על שלוש מושבות דבורי דבש אירופאיות (Apis mellifera) בחורפים של 2020 ו-2021. על ידי התאמת טמפרטורות, החוקרים הצליחו להשפיע על תנועת הדבורים בתוך הכוורת, לצפות בדפוסי תנועה חדשים ולנתח התנהגויות קולקטיביות של ויסות תרמי במושבה. הקבוצה פרסמה את ממצאיה בכתב העת Science Robotics במרץ.
רפאל ברמק, דוקטורנט ב-EPFL ואחד ממחברי המחקר, מתאר את המכשיר כ"בעצם מערכת רובוטית מוזרה שאינה רק תואמת ביולוגית אלא גם בעלת סט חיישנים, מפעילים אלקטרוניים [ותרמיים] לאינטראקציה עם מושבות דבורי דבש. " דבורי דבש הן מאוד רכושניות ומחסלות או מסתירות זרים שנכנסים לכוורת שלהן. לכן, בנוסף לתכונות הרובוטיות הנדרשות, המהנדסים היו צריכים לשקול גם את ההתנהגות החברתית של דבורי הדבש בעת הקמת המערכות שלהם.
לדברי ברמק, שימוש ברובוטים לסקר בעלי חיים הופך משימות מייגעות וחוזרות על עצמו כמו זיהוי טמפרטורות מקומיות, שהן חיוניות למחזור חיים בריא של כוורת ודבורים.
"לא קל לבצע מדידות טמפרטורה בתוך מושבת דבורי דבש. התכונה הייחודית של מכשיר זה היא שהוא מקיף את החיישנים שמכילים הדבורים לאחר שהשתלבו בהצלחה במושבה. אחרת, כוורנים ומדענים נאלצים לעתים קרובות להסתמך על נתוני טמפרטורת חוץ לא מדויקים.
צוות EPFL-University of Graz נאלץ לבצע מספר תיקונים לפני שהעיצוב היה מושלם. בחלק העליון של הרובוט שהושלם נמצא לוח חשמל שנראה כמו מסגרת של גידול דבורים. לדברי ברמק, המעגל המודפס (PCB), שמכיל את המפעילים התרמיים, החיישנים ושאר מוצרי האלקטרוניקה התומכים, נמצא בדיוק באמצע.
יש לנו מעבד שנקרא מיקרו-בקר שמנהל את כל [העבודה]". העיצוב הראשון, שהיה לו PCB מצופה בשרף בלבד ומצופה בשעווה, נדחה על ידי הדבורים. לאחר מכן, החוקרים בחרו להוסיף מסגרת לתבנית בנייה, ולאחר שניסו כמה חומרים שונים, הם התיישבו על רשת חתוכה בלייזר בעובי של מילימטר אחד כדי למשוך את המושבה.
אפילו את קריסת החום הממשמשת ובאה של מושבה ניתן לזהות על ידי מערכי החיישנים של המכשיר. זה קורה כאשר הטמפרטורה יורדת בצורה מסוכנת (מתחת ל-10 מעלות צלזיוס עבור דבורת הדבש האירופית, שבה הדבורים אינן יכולות לנפנף בכנפיהן כדי ליצור חום). "ידענו כשהסתכלנו על הנתונים התרמיים, לאחר שהבנו שהדבורים בסכנה, שהן הפסיקו לנוע", מספר ברמק. הדבורים נחסכו כאשר החוקרים בחרו להגביר את החום באמצעות מפעילים תרמיים ששימשו בעבר לניתוח הפעולות הקולקטיביות של המושבה.
ברמק וצוותו השתמשו גם בגירויים תרמיים, שמעולם לא נוסו במושבות חורף, כדי להעביר דבורים ברחבי המושבה. הם גילו דפוסי התנהגות שלא זוהו בעבר אצל דבורים וכמה מקרוב הן עוקבות אחר רמזים תרמיים, שניהם יכולים לשמש ליצירת טכניקות חדשות לגידול דבורים. כרגע הם מתכוננים לחקור את מושבות הקיץ עם הציוד הרובוטי שלהם, וזה יהיה קצת יותר קשה כי הדבורים הרבה יותר פעילות אז.
לדברי ברמק, ההיבט החשוב ביותר של המערכת הרובוטית הזו הוא שהיא מאפשרת לחוקרים ללמוד יותר על היצורים הללו ולשפר את ההבנה הנוכחית. מלבד לעורר סקרנות מדעית, הוא טוען שזה מדגים את הפוטנציאל של שימוש במערכות רובוטיות אינטראקטיביות כדי לחקור מושבות של בעלי חיים ולאחר מכן להשתמש בנתונים כדי לייצר כלים חדשים לחקלאות אלקטרונית, חיישנים ודברים אחרים לתחום.
מקור: spectrum.ieee.org
Günceleme: 12/04/2023 16:27