En las últimas décadas, decenas de especies animales se han extinguido, mientras que miles de otras corren ahora el riesgo de desaparecer. Las especies en peligro de extinción incluyen varios polinizadores, incluidas las abejas y algunos tipos de polillas, mariposas y moscas.
Como la polinización es un paso esencial para el crecimiento de frutas, verduras y semillas, la extinción de estas especies podría amenazar la seguridad alimentaria en todo el mundo. Por ello, algunos ingenieros han estado intentando desarrollar enfoques de polinización alternativos que podrían implementarse fácilmente en entornos del mundo real.
Un enfoque particularmente prometedor implica el desarrollo de robots de polinización, sistemas robóticos que pueden dispersar el polen en el aire de forma autónoma. A pesar de su potencial para la polinización de algunos cultivos, muchos de estos robots son incapaces de polinizar todo tipo de flores.
Para superar esta limitación, investigadores de la Universidad de West Virginia han estado trabajando en los llamados robots de polinización de precisión, que están diseñados para emplear estrategias cuidadosamente diseñadas para transferir polen a tipos específicos de flores. Su último sistema de polinización de precisión, un robot de seis brazos llamado Stickbug, se presentó en un artículo reciente prepublicado en arXiv .
"Este trabajo presenta el diseño de Stickbug, un robot de polinización de precisión de seis brazos y múltiples agentes que combina la precisión de los sistemas de un solo agente con la paralelización de enjambres en invernaderos", escribieron Trevor Smith, Madhav Rijal y sus colaboradores en su artículo.
"A menudo se han propuesto robots de polinización de precisión para compensar los efectos de una población decreciente de polinizadores naturales, pero con frecuencia carecen de la paralelización y escalabilidad necesarias. Stickbug logra esto permitiendo que cada brazo y base de accionamiento actúen como un agente individual, lo que reduce significativamente la planificación. complejidad."
Stickbug, el nuevo robot de polinización de precisión desarrollado por Smith, Rijal y sus colegas, se basa en una plataforma robótica que introdujeron hace unos años, llamada BrambleBee . Si bien se descubrió que BrambleBee poliniza con éxito flores de la familia de las zarzas, incluidas las de mora y frambuesa, solo tiene un manipulador, lo que limita su escalabilidad y aumenta el tiempo que requiere para polinizar campos enteros.
El equipo se propuso desarrollar un nuevo robot de polinización que tuviera varios brazos y pudiera polinizar más flores a la vez. Esto finalmente llevó a la creación de Stickbug, un robot con seis manipuladores robóticos que pueden abordar diferentes tareas de polinización de forma independiente.
"Stickbug utiliza una unidad Kiwi holonómica compacta para navegar por hileras estrechas de invernaderos, un mástil alto para soportar múltiples manipuladores y alcanzar alturas de plantas, un modelo de detección y clasificador para identificar flores de Bramble y un efector final con punta de fieltro para polinización basada en contacto. " Smith, Rijal y sus colaboradores escribieron en su artículo.
Los investigadores evaluaron un prototipo de su robot en un experimento del mundo real, colocándolo frente a una zarza artificial, ya que las flores no estaban floreciendo en el momento del experimento. La misión del robot era polinizar tantas flores como fuera posible en un período de cinco minutos.
"La validación experimental inicial demuestra que Stickbug puede intentar más de 1,5 polinizaciones por minuto con una tasa de éxito del 50%", escribieron Smith, Rijal y sus colegas. "Además, se creó un conjunto de datos de percepción de flores de Bramble y está disponible públicamente junto con el software y los archivos de diseño de Stickbug".
El nuevo robot de polinización de precisión desarrollado por Smith, Rijal y sus colegas pronto podría probarse en plantas reales para validar su viabilidad. En el futuro, Stickbug podría perfeccionarse e introducirse en entornos del mundo real, particularmente en ambientes donde los polinizadores naturales han disminuido y, por lo tanto, las cosechas son escasas.
"El trabajo futuro proporcionará experimentos posteriores en plantas vivas durante la temporada de floración y mejorará la memoria de las flores y la reidentificación a través de la Intersección sobre la Unión (IoU) y el mapeo basado en gráficos relativos a las flores", escribieron los investigadores.
"Además, planeamos mejorar las capacidades del manipulador integrando una función de búsqueda y equilibrio de carga de flores, aprovechando el árbitro para generar un mapa global de flores para dirigir a los manipuladores hacia regiones inexploradas y densas en flores".
Fuente: techxplore.com