معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يقدم حشرات روبوتية لتلقيح المحاصيل الزراعية

في تطور رائد، قدم فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة روبوتات صغيرة، بحجم الحشرات، تتمتع بالقدرة على الطيران المستمر. هذا الابتكار، المصمم للمساعدة في التلقيح الميكانيكي للمحاصيل، يحمل وعدًا بزيادة الإنتاجية في عمليات الزراعة متعددة المستويات مع تقليل البصمة البيئية المرتبطة بممارسات الزراعة التقليدية في نفس الوقت. تم تفصيل هذا الاختراق في منشور صدر يوم الأربعاء في مجلة Science Robotics.

إن أهمية التلقيح في إنتاج الفواكة والخضروات موثقة جيداً، حيث تعتمد تقليدياً على النشاط الطبيعي للحشرات مثل النحل. ومع ذلك، فإن الانخفاض المثير للقلق في أعداد النحل، المنسوب إلى التغيرات البيئية واستخدام المبيدات الحشرية، يتطلب استكشاف طرق تلقيح بديلة. وتظهر الروبوتات الطائرة التي طورها فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كحل قابل للتطبيق، وهي مجهزة بتقنيات متقدمة تمكنها من محاكاة أنشطة التلقيح التي يقوم بها النحل بشكل فعال. تتميز هذه الروبوتات بأجنحة مرنة ومحركات اصطناعية، ويمكنها تنفيذ مناورات معقدة والاستمرار في الطيران لفترات طويلة.

لا يتفوق الروبوت الذي تم تطويره حديثاً على النماذج السابقة فقط من خلال قدرته على البقاء في الهواء لمدة ١٧ دقيقة - وهي مدة أطول بمقدار ١٠٠ مرة - ولكنه يتميز أيضًا بتصميم خفيف الوزن، حيث يقل وزنه عن مشبك الورق. يمكنه تحقيق سرعات تصل إلى ٣٥ سم / ثانية وهو قادر على تنفيذ مناورات جوية معقدة، بما في ذلك الدوران المزدوج. تم تصميمه بأربع وحدات جناح مستقلة، ويعمل التصميم على تحسين الرفع وتقليل الإجهاد الميكانيكي، مما يسمح بدمج البطاريات وأجهزة الاستشعار الصغيرة في المستقبل لتوسيع قدراته التشغيلية خارج بيئة المختبر.

التحسينات في تصميم الروبوتات والآفاق المستقبلية

وتستخدم العضلات الاصطناعية المسؤولة عن حركة جناح الروبوت مواد مرنة معززة بأنابيب الكربون النانوية، مما يعزز الكفاءة. وتم تصنيع مفصل جناح طويل، مصمم لتخفيف الضغط أثناء الحركة، باستخدام تقنية القطع بالليزر الدقيق. ويمثل هذا الروبوت خطوة كبيرة نحو معالجة الانحدار العالمي في أعداد الملقحات الطبيعية مثل النحل، والذي يشكل تهديدًا لإنتاج الغذاء.

وتتجاوز طموحات الباحثين القدرات الحالية لهذه الروبوتات الملقحة. وتجري الجهود حالياً لتحسين دقة الروبوتات لتمكينها من الهبوط على الزهور وجمع الرحيق. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن تسهل التطورات في تكنولوجيا البطاريات ودمج أجهزة الاستشعار تشغيلها في البيئات الخارجية. ويركز الفريق أيضاً على إطالة مدة طيران الروبوتات إلى أكثر من ساعتين ونصف، بهدف تعزيز فائدتها في البيئات الزراعية والمساهمة في السعي إلى الزراعة المستدامة.

في جوهره، يمثل تطوير معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لروبوتات قادرة على الطيران بحجم الحشرات تقدماً محورياً في مجال التكنولوجيا الزراعية. من خلال محاكاة عملية التلقيح التي تقوم بها النحل تقليدياً، تقدم هذه الروبوتات بديلاً واعداً لمواجهة التحديات التي يفرضها تناقص أعداد النحل. ومع تقدم الأبحاث، أصبحت إمكانية هذه الروبوتات لإحداث ثورة في ممارسات الزراعة وتعزيز الأمن الغذائي واضحة بشكل متزايد، مما يدعم الدور الحاسم للابتكار في ضمان استدامة النظم البيئية الزراعية.