Interaktiivse robootikana tuntud õppeharu on peagi liikunud pelgalt eelprogrammeeritud korduvate ülesannete täitmisest keerukamate tegevusteni, nagu elusolenditega suhtlemine. Näiteks kasutatakse loomade ja taimede uurimiseks üha enam bioühilduvaid ja biomimeetilisi roboteid.
Loomi ahelas kasutavad robotsüsteemid on eriti kasulikud kollektiivse käitumise uurimiseks, mida on traditsiooniliste tehnikate abil raske uurida. Need süsteemid ei paku mitte ainult uusi vaatenurki loomade käitumisele ja looduskaitseuuringutele. Samuti edendavad nad robotite innovatsiooni.
Hiljutine partnerlus Šveitsi École Polytechnique Fédérale de Lausanne'i (EPFL) ja Austria Grazi ülikooli vahel on näidanud, kui edukad võivad olla ahelas olevad loomasüsteemid, kui robotsüsteem on kavandatud ja integreeritud mesilaste kolooniasse.
Robotiseadme abil viisid teadlased 2020. ja 2021. aasta talvedel läbi mittetungivat uuringud kolme Euroopa mesilaste (Apis mellifera) kolooniaga. Temperatuuride reguleerimisega suutsid teadlased mõjutada mesilaste liikumist tarus, jälgida uusi liikumismustreid ja analüüsida koloonias kollektiivset termoregulatsiooni käitumist. Rühm avaldas oma tulemused märtsis ajakirjas Science Robotics.
Rafael Barmak, EPFLi doktorant ja üks uuringu autoritest, kirjeldab seadet kui "põhimõtteliselt kummalist robotsüsteemi, mis pole mitte ainult bioloogiliselt ühilduv, vaid millel on ka andurite komplekt, elektroonilised [ja] termilised ajamid, et suhelda mesilaste kolooniatega. " Mesilased on väga valdavad ja kas kõrvaldavad või peidavad oma tarusse sisenenud võõrad. Seetõttu pidid insenerid oma süsteemide seadistamisel lisaks vajalikele robotiomadustele arvestama ka mesilaste sotsiaalset käitumist.
Barmaki sõnul automatiseerib robotite kasutamine loomade uurimiseks tüütuid ja korduvaid ülesandeid, nagu kohalike temperatuuride tuvastamine, mis on terve taru ja mesilase elutsükli jaoks üliolulised.
"Meemesilaste koloonias ei ole lihtne temperatuuri mõõta. Selle seadme ainulaadne omadus on see, et see ümbritseb mesilastes sisalduvaid andureid pärast seda, kui nad on edukalt integreeritud mesilasperesse. Vastasel juhul peavad mesinikud ja teadlased sageli tuginema ebatäpsetele välistemperatuuri andmetele.
EPFL-Grazi ülikooli meeskond pidi tegema mitu muudatust, enne kui disain oli täiuslik. Valminud roboti ülaosas on elektrikilp, mis näeb välja nagu mesindusraam. Barmaki sõnul on trükkplaat (PCB), millel asuvad termoajamid, andurid ja muu toetav elektroonika, täpselt keskel.
Meil on protsessor, mida nimetatakse mikrokontrolleriks, mis haldab kogu [tööd]. Esimese kavandi, mille PCB oli kaetud ainult vaiguga ja kaetud vahaga, lükkasid mesilased tagasi. Pärast seda otsustasid teadlased lisada hoone malli jaoks raami ja pärast mitme erineva materjali proovimist asusid nad kolooniale meeldima 1-millimeetrise paksuse laseriga lõigatud võrgule.
Seadme andurimassiivid võivad tuvastada isegi koloonia eelseisva kuuma kokkuvarisemise. See juhtub siis, kui temperatuur langeb ohtlikult (Euroopa mesilase puhul alla 10 ºC, kus mesilased ei saa soojuse tekitamiseks tiibu lehvitada). "Teadsime soojusandmeid vaadates, pärast seda, kui saime aru, et mesilased on ohus, et nad on liikumise lõpetanud," ütleb Barmak. Mesilasi säästeti, kui teadlased otsustasid soojust suurendada termiliste ajamite abil, mida varem kasutati koloonia ühistegevuse analüüsimiseks.
Barmak ja tema meeskond kasutasid mesilaste koloonias liikumiseks ka termilisi stiimuleid, mida pole kunagi varem talvistes kolooniates proovitud. Nad avastasid mesilastel varem tundmatud käitumismustrid ja selle, kui täpselt nad järgivad termilisi näpunäiteid, mida mõlemat saab kasutada uute mesindustehnikate loomiseks. Praegu valmistuvad nad oma robottehnikaga suvekolooniaid uurima, mis saab olema veidi keerulisem, sest mesilased on siis palju aktiivsemad.
Barmaki sõnul on selle robotsüsteemi kõige olulisem aspekt see, et see võimaldab teadlastel nende olendite kohta rohkem teada saada ja parandada praegust arusaamist. Ta väidab, et lisaks teadusliku uudishimu tekitamisele näitab see interaktiivsete robotsüsteemide kasutamise potentsiaali loomade kolooniate uurimiseks ja seejärel andmete abil uute e-põllumajandustööriistade, andurite ja muude põllu jaoks mõeldud asjade tootmiseks.
allikas: spectrum.ieee.org
Günceleme: 12/04/2023 16:27