Robo-pszczoły – przyszłość środowiska i podboju kosmosu, czy fikcja filmowa?

Nie da się ukryć, że żyjemy w czasach przełomów i kontrastów. Wydawać by się mogło, iż posiadając wysokorozwiniętą technologię oraz znaczne możliwości dalszego progresu naukowego, ludzkość powinna podążać prostą drogą ku postępowi. Tymczasem w społeczeństwach na całym świecie obserwowany jest coraz częstszy trend, nazwijmy to, negacji. Ludzie nie tylko nie rozwijają swojej wiedzy w sposób, w jaki powinni, mając dosłownie na wyciągnięcie ręki dorobek niemal całej cywilizacji. Co gorsza, coraz częściej zaczynają zaprzeczać faktom opartym na badaniach i wiedzy naukowej.

Stąd też tak kuriozalne przekonania, jak m.in. to, że Ziemia jest płaska, pandemia nie istnieje, czy też, że szczepienia są narzędziem do kontroli mas przez bliżej nieokreślone, tajemnicze organizacje. Nie będziemy się jednak teraz zagłębiać w te kwestie. Niech to posłuży jedynie za przykład, że pomimo dostępności wszelkich informacji, często nie zdajemy sobie sprawy z najbardziej prozaicznych i podstawowych spraw. Do takich obszarów należy m.in. istotność i ochrona środowiska naturalnego, a konkretnie roślin.

Robo-surrealizm, czy dzisiejsza rzeczywistość

Pszczoły to małe i niezwykle niedoceniane istoty. Jednak bez nich życie na Ziemi by nie istniało i, choć brzmi to nieco dramatycznie, nie jest to przesada. Te żółto-czarne, brzęczące owady poświęcają swoje życie na zbieraniu nektaru z kwiatów, dzięki czemu same mają pożywienie. W wyniku ich działań dochodzi jednocześnie do niezwykle istotnego procesu, a mianowicie zapylania. Przenosząc pyłki pomiędzy poszczególnymi przedstawicielami flory, pszczoły doprowadzają do przetrwania i rozwoju wielu gatunków roślin, a także, poprzez krzyżowe zapylenie, do powstawania zupełnie nowych odmian. Rośliny te z kolei produkują tlen i są głównym źródłem pożywienia dla ludzi (i nie tylko). Tak więc w skrócie – ludzie potrzebują do życia jedzenia i powietrza, a te są natomiast produkowane przez rośliny, które z kolei bez pszczół przestałyby istnieć. Ergo, ludzkość potrzebuje pszczół do przetrwania.

Problem w tym, że ilość pszczół na Ziemi dramatycznie maleje, co jest spowodowane m.in. zanieczyszczeniem środowiska. Z roku na rok, odczuwamy coraz silniejsze skutki tego stanu rzeczy, jak np. zwiększające się niedobory żywności i plagi głodu w wielu zakątkach świata. Nie bez znaczenia też pozostaje wpływ degradacji światowej flory na jakość powietrza, które obecnie wdychamy. Ponieważ w procesie fotosyntezy rośliny zmieniają dwutlenek węgla w tlen, redukcja ich liczebności (będąca pokłosiem niedostatecznej ilości pszczół) sprawia, że produkowana jest mniejsza ilość niezbędnego nam do życia tlenu.

Równocześnie mamy do czynienia z nagromadzaniem się CO2 w atmosferze, bowiem jego stężenie nie jest dostatecznie niwelowane. Dlatego też większość państw wprowadza regulacje, mające na celu ochronę pszczół, którym zawdzięczamy około 90% całej żywności. Niektórzy naukowcy przyjęli jednak inną strategię – poza wspomaganiem populacji pszczół – a mianowicie opracowują metody „zastąpienia” tych owadów w razie konieczności (która już się niestety pojawiła).

Robotyczne pszczoły – sposób na zażegnanie niebezpieczeństwa i zniwelowanie szkód

Jak już ustaliliśmy, jeśli ludzkość nic nie zrobi w kontekście masowego wymierania pszczół, sama będzie miała problem z przetrwaniem. Dlatego w ramach prób zapobiegnięcia niedoborom żywności oraz spadkowi jakości powietrza w przyszłości opracowano robotyczne pszczoły. To właściwie niewielkich rozmiarów drony, których głównym celem (przynajmniej w najbliższym czasie) jest przejęcie roli normalnych pszczół w środowisku naturalnym. Oznacza to głównie zapylanie roślin. Jak to jednak zrobić? Jeśli chodzi o samo pobieranie i przenoszenie pyłku kwiatowego, na jedno z rozwiązań tego problemu wpadli naukowcy z Japonii. Wykorzystali oni w tym celu lepką substancję o konsystencji żelu oraz końskie włosie. Problemem był jednak sam mechanizm miniaturowego drona, który nie do końca działał tak, jak należy, niekiedy nawet uszkadzając kwiaty. [1] W tej kwestii w sukurs przychodzi prężnie rozwijająca się w ostatnich latach dziedzina – nanotechnologia. W największym uproszczeniu – pozwala ona m.in. na miniaturyzację urządzeń, dzięki czemu poszerza się ich wachlarz możliwości.

Nad opracowaniem skutecznego rozwiązania w postaci robotycznych, miniaturowych pszczół pracuje obecnie wielu naukowców na całym świecie. Do takowych należą m.in. grupa inżynierów pod kierownictwem prof. Roberta Wooda z laboratorium mikrorobotyki na Harvardzie. Badacze nazwali swój projekt dość dosadnie, czyli RoboBees, i wiążą z nim ogromne nadzieje. W planach jest wykorzystanie urządzeń zarówno do zapylania roślin, jak również badań klimatu i zmian pogodowych, monitorowania środowiska, a nawet w celach poszukiwawczo-ratunkowych. [2] Co ciekawe, także prywatne przedsiębiorstwa inwestują we własne, robotyczne pszczoły.

Przykładem może być amerykański gigant, posiadający jedną z największych sieci marketów w Stanach Zjednoczonych, czyli Walmart. Już w 2018 roku firma zgłosiła swój projekt miniaturowych dronów zapylających do urzędu patentowego. Eksperci twierdzą, iż w ten sposób przedsiębiorstwo chce zyskać większy wpływ na rolnictwo i uprawy, tym samym wspierając swoją działalność (np. tańsze i lepszej jakości produkty spożywcze, produkowane w ramach własnej marki). [3]

Warto także zaznaczyć, że Polska również nie pozostaje bierna w temacie dronów zapylających, opartych na funkcjonowaniu pszczół. Nad autonomicznym układem do zapylania roślin, opartym na robotycznych pszczołach, już od lat (a konkretnie od 2012 roku) pracuje zespół z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej. Naukowcy pod kierownictwem doktora Rafała Dalewskiego koncentrują się jednak na mechanicznym zapylaniu roślin w jeszcze szerszym kontekście. Poza mechanicznymi pszczołami (choć są one najbardziej wymagające i problematyczne) postanowili oni bowiem opracować także dwa inne roboty, które mogą być wykorzystywane w podobnych celach, ale przy innych gatunkach roślin. [4]

Co istotne, bez względu na rodzaj robota zapylającego i zastosowane w nim rozwiązania, do sprawnego działania całego systemu niezbędna będzie też sztuczna inteligencja oparta głównie na uczeniu mechanicznym. To samo dotyczy projektów innych badaczy zajmujących się robotycznymi pszczołami. Niemniej, choć zadanie stworzenia systemów zapylających jest skomplikowane, to zdecydowanie jest to „gra warta świeczki”. Od powodzenia tych zabiegów zależy bowiem przyszłość wszystkich ludzi, zarówno kolejnych pokoleń, jak i żyjących obecnie, gdyż jak wspomniano, już dziś istnieje problem niedoboru żywności, a powietrze pozostawia wiele do życzenia.

Nie tylko Ziemia, czyli kosmiczne robo-pszczoły

Jeśli robotyczne pszczoły brzmiały „fantazyjnie”, to co powiecie na kosmiczne robo-pszczoły? Nie chodzi oczywiście o jakieś pozaziemskie technologie, ale o zastosowanie rozwiązania w postaci mechanicznych pszczół również w innych sektorach nauki. Okazuje się bowiem, że takie miniaturowe drony mogą być przydatne nie tylko w rolnictwie i ochronie środowiska, ale i w podboju kosmosu. Niewielkie rozmiary maleńkich dronów, potocznie nazywanych robo-pszczołami, są odpowiedzią na odwieczny problem, związany z misjami kosmicznymi. Jednym z istotnych wyzwań jest optymalizacja ładunku i zasobów pod kątem bardzo ograniczonej przestrzeni. Tak więc im mniejszy rozmiar urządzenia, tym większy jeg o potencjał w kosmosie.

Co więcej, robotyczne pszczoły to nie jest jedynie koncepcja, a rzeczywistość – i trafiły one już w przestrzeń kosmiczną. A konkretnie, znajdują się one obecnie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), gdzie na co dzień pomagają stacjonującym tam kosmonautom m.in. w nadzorowaniu stanu zaopatrzenia oraz diagnozowaniu problemów z urządzeniami na stacji. W najbliższych latach planowana jest także budowa nowej stacji kosmiczne, o nazwie Gateway. Będzie się ona znajdować na orbicie Księżyca i nie będzie „na stałe” zamieszkana przez ludzi. Dlatego też to właśnie robotyczne pszczoły mają być tam wykorzystywane do nadzorowania funkcjonowania całej struktury stacji. [5]

Niewielkie rozmiary i duże możliwości pszczelich dronów będą miały także ogromne znaczenie w przypadku eksploracji innych ciał niebieskich, jak Księżyc czy Mars. W przypadku drugiego z tych kosmicznych obiektów, już od jakiegoś czasu trwają badania nad stworzeniem roju robotycznych pszczół. Przedsięwzięcie prowadzone jest przez NASA we współpracy z naukowcami z Japonii, a celem „roju” będzie wspomożenie badań powierzchni czerwonej planety. Każda z robo-pszczół ma być wielkości trzmiela, ale ze względu na rzadszą atmosferę Marsa będzie musiała posiadać znacznie większe skrzydła. Tak zwany ul znajdować się ma natomiast w łaziku marsjańskim, gdzie urządzenia wracałyby po zebraniu informacji w celu ich przekazania oraz naładowania baterii.

Rozwiązanie to m.in. pozwoli rozszerzyć zakres badań Marsa o tereny, do których ze względu na ograniczoną mobilność nie są w stanie docierać łaziki. [6] Nie wykluczone też, że w przyszłości, związanej z planowanymi misjami załogowymi na czerwoną planetę, rój zostanie wykorzystany też podobnie jak na Ziemi, czyli do wspomagania upraw żywności. To natomiast jedno z kluczowych zagadnień wszelkich, stacjonarnych misji pozaziemskich. Jak więc widać, pszczoły, szczególnie robotyczne, przydadzą się nie tylko na naszej planecie, ale też w rozszerzaniu ludzkiej działalności poza nią.

Gdzie przyroda już nie daje rady, a kosmos czeka

Co tu dużo mówić, wpływ ludzi na środowisko jest absolutnie negatywny. Nasze poczynania doprowadziły do degradacji bio i ekosystemów, licznych zanieczyszczeń, wymierania gatunków oraz dramatycznego zmniejszenia ilości roślinności. Wynikiem naszych poczynań są nasze własne problemy, jak to, że na świecie są znaczne niedobory żywności, a powietrze jest coraz bardziej zanieczyszczone. Krzywdząc więc przyrodę, ostatecznie zrobiliśmy krzywdę sami sobie. Paradoksalnie jednak, to właśnie ludzie są teraz szansą przyrody, a co za tym idzie nas samych, na przetrwanie. To co pierwotnie spowodowało szkody, czyli rozwój przemysłowo-technologiczny, jest jednocześnie szansą na ich naprawę. Mówiąc wprost – dzisiejsza technologia daje możliwości odbudowania dobrej kondycji przyrody, czasem wręcz za sprawą zaskakujących i poniekąd surrealistycznych rozwiązań.

Jednym z takowych są właśnie robotyczne pszczoły, pomysł rodem z filmów science fiction. Jest to jednak nie tylko realne, ale i perspektywiczne rozwiązanie, zyskujące popularność w wielu obszarach. Dlatego też, po pierwszym zaskoczeniu robotycznymi pszczołami, warto poświęcić chwilę na refleksję nad niewątpliwymi benefitami płynącymi z takiego rozwiązania i technologii w ogóle. Szczególnie, gdy nowe technologie pozwalają nie tylko niwelować szkodliwe skutki naszych dotychczasowych poczynań, ale mają też zastosowanie w zupełnie nowych obszarach, jak choćby eksploracja kosmosu.