¿Las abejas robóticas son el futuro? | Planet Fix | BBC Earth Lab

¿Las abejas robóticas son el futuro? | Planet Fix | BBC Earth Lab

Tabla de Contenidos:

1. Introducción
2. La importancia de las abejas en la polinización
3. La crisis de las abejas y la necesidad de encontrar soluciones
4. El desafío de crear abejas robóticas
5. Los avances actuales en la creación de abejas robóticas
6. Los obstáculos técnicos en la miniaturización de las abejas robóticas
7. La problemática de la duración de la batería en los robots abeja
8. Soluciones alternativas a las abejas robóticas
9. El debate en torno a la seguridad y privacidad de las abejas robóticas
10. Otros usos potenciales de las abejas robóticas
11. Las abejas reales y la protección de su hábitat
12. Conclusiones: Las abejas robóticas y su papel en el futuro de la agricultura

🐝 Las Abejas Robóticas y su Papel en el Futuro de la Agricultura 🐝

Introducción

Imagínate un futuro distóPico... Un par de coches volcados. Los cultivos no pueden crecer. Enjambres de robots son las únicas señales de vida. Casi un manual de Apocalipsis básico. Pero, ¿y si no lo fuera? ¿Y si esos robots pudieran ser parte de la solución para prevenir una catástrofe global? Robot abejas. Es casi imposible exagerar el papel que las abejas - las abejas reales - desempeñan en nuestro mundo actual. Casi el 75% de los cultivos principales depende de la polinización animal. Sin ellas, estaríamos realmente encaminados hacia el desastre. Pero las abejas llevan décadas en problemas, principalmente debido a una mezcla tóxica de pérdida de hábitat, pesticidas, cambio climático y enfermedades. Los apicultores en Estados Unidos han perdido el 45% de las colonias de abejas entre abril de 2020 y abril de 2021. Eso es una locura. Las abejas melíferas son responsables de la tercera parte de los cultivos que realmente comemos, ¿verdad? Entonces es un gran problema. En cierto sentido, ya estamos viviendo en nuestro futuro distópico y necesitamos encontrar soluciones. Y para algunos, eso significa abejas robóticas, porque en laboratorios de todo el mundo, la carrera está en marcha para crear abejas robóticas capaces de polinizar plantas y revolucionar la agricultura tal como la conocemos. Incluso si todavía suena como una pesadilla distópica. Pero, ¿qué tan realista es hacerlas en primer lugar? Porque replicar lo que hace una abeja es un desafío titánico. Para polinizar una flor, una abeja debe encontrar la flor, identificar dónde está el polen, navegar a través de todo tipo de elementos y obstáculos, y luego aterrizar delicadamente en la flor misma. Eso es un gran desafío tecnológico, sin mencionar el hecho de que toda esa potencia informática tenga que caber en Algo tan pequeño como un diminuto robot. Pero esa es la tarea que enfrenta Chahat Singh en la Universidad de Maryland. Estamos en una etapa en la que tenemos el cerebro de una abeja pero del tamaño de un colibrí. Así que podemos hacer polinización en la naturaleza, pero solo para flores específicas. Pero lo que queremos es hacer polinización para todas las flores del mundo, ¿verdad? Y en general, el girasol es una de las flores más grandes que podemos encontrar. Entonces, si queremos polinizar las flores que son muy pequeñas, tenemos que construir algo que sea tan pequeño como una abeja melífera, que probablemente será como una centésima parte del tamaño. También enfrentando este desafío de las abejas robóticas está el Dr. Kevin Chen en el MIT. Si Miro las flores, tienen un tamaño de unos pocos centímetros. Así que tengo que tener una muy buena precisión para que el robot se acerque a una flor, aterrice suavemente en la flor y tenga un control muy cuidadoso para que no se caiga. Así que tratar de aterrizar en una flor, acercarse a una flor, es un problema de control muy desafiante. Pero eso es algo que estamos resolviendo activamente en este momento. Pero las últimas abejas robóticas ya son capaces de realizar algunas hazañas impresionantes. Pueden volar en todas las direcciones, detectar y evitar depredadores, girar 360 grados. Bueno... a veces. Y ya pueden identificar flores específicas para polinizar. Tenemos un marco de inteligencia artificial que busca y detecta estas flores. Una vez que sabemos qué flor queremos polinizar, tiene una política de control que dice que quiero acercarme lo más posible y en la parte inferior del robot abeja, hay un velcro que extrae estos granos de polen. La siguiente meta para Chahat y su equipo es reducir el tamaño de este colibrí robot a algo más parecido al tamaño de una abeja. Pero eso es mucho más fácil decirlo que hacerlo. Todo es un equilibrio entre la potencia informática y el tamaño. Y el obstáculo mayor al que se enfrentan todos los pioneros de las abejas robóticas es la duración de la batería en algo tan pequeño. Estos drones actualmente tienen una duración de batería de aproximadamente 5 a 7 minutos debido al estado actual de las baterías que tenemos. Entonces, una de las cosas que me emociona es cómo diseñar esto cognitivamente, que sea muy similar a la mente de la abeja, para que realmente funcione a esa pequeña escala. Porque no puedes simplemente tomar un marco de inteligencia artificial que funcione en un dron más grande y reducirlo. En el futuro cercano, definitivamente vería que las abejas sean necesarias para trabajar en interiores, donde estarán conectadas a una fuente de alimentación. Pensar en desplegar muchas de ellas en la naturaleza, haciéndolas polinizar, realmente requiere que primero resolvamos el desafío energético o de la alimentación. Así que realmente estás tratando de crear abejas más eficientes, pero también esperando el próximo avance en la tecnología de baterías que nos permita tener estas abejas artificiales que puedan volar durante mucho más tiempo. Pero Chahat y su equipo tienen una solución ingeniosa mientras tanto. Están trabajando en una colmena de abejas robóticas autónomas, donde un gran dron puede volar hasta un árbol, engancharse y luego desplegar a sus pequeñas abejas robóticas para polinizar. Es más fácil para la colmena madre detectar estas ramas de los árboles porque tiene el mapa de profundidad completo, como los que se ven en la mayoría de los coches autónomos, ¿verdad? Así que va y se engancha autónomamente y la madre abeja ordena a estas abejas más pequeñas: 'Encuentra, poliniza y vuelve a la abeja'. Y todo este proceso es autónomo. Entonces, si tienes un campo con alrededor de 1000 flores, necesitaríamos unas 8 a 10 abejas robóticas pequeñas que puedan recorrer el campo y polinizar 1000 flores en aproximadamente 5 a 7 minutos. Pero si el objetivo es la polinización robótica y las complejidades tanto del vuelo como de la energía están resultando tan difíciles, ¿realmente necesitamos que vuelen en absoluto? Eso es lo que el investigador Yu Gu está investigando con su equipo en la Universidad de West Virginia. Está desarrollando un robot terrestre que puede polinizar flores mientras va y viene por los pasillos de una granja interior. Lo que hemos hecho es más parecido a la polinización humana, polinizar a mano pepinos en un jardín. Entonces, si todo va según lo planeado, con la potencia informática adicional que algo así traería, hay mucho más que se podría hacer además de la polinización. El robot de Yu Gu sería capaz de monitorear las plantas al mismo tiempo y enviar mucha más información para hacer que la agricultura sea más eficiente y produzca mayores rendimientos. La capacidad de polinizar también es la capacidad de realizar muchas otras tareas. Entonces, los robots de alguna forma definitivamente son parte del futuro de la agricultura. Pero volvamos a las abejas robóticas. Digamos que todo va perfectamente bien. Resolvemos el problema de la duración de la batería, las abejas robóticas ahora son capaces de polinizar campos enteros de cultivos a la vez, pero ¿qué podría salir mal con eso? Aparte de que literalmente sería un episodio de Black Mirror. Si, digamos, soy un científico malvado y quiero espiar a las personas. Desde una perspectiva seria de investigación, si realmente quiero hacer esa cosa malvada, probablemente no elegiría una abeja robótica como mi primera opción para hacer eso. Si construyera un vehículo giratorio, la eficiencia aerodinámica sería mucho mayor que con alas que aletean. Dada la restricción ingenieril actual, probablemente optaría por un rotor más pequeño y silencioso. Así que básicamente hay mejores formas de espiarnos. Genial. Todo lo que ve la abeja o cualquier cosa que envíe se calcula en la propia abeja. Y no envía esta información a ninguna otra fuente, y no depende de ninguna otra fuente para hacer este cálculo. Eso evita el riesgo de piratear estos drones diminutos. Marginalmente satisfactorio, aunque aún se basa en una gran cantidad de confianza. Pero la seguridad personal no es la única preocupación que las personas han planteado. Para empezar, el desperdicio y daño ecológico podrían ser otra consecuencia no deseada. Pero me parece una solución un tanto defectuosa. Se van a descomponer. Se necesitará mantenimiento, existe el riesgo de que sean pirateadas. Probablemente una solución mucho más barata sería cuidar de los insectos reales. Nosotros somos la razón por la que están disminuyendo y podríamos usar menos pesticidas, dejar un poco más de hábitat para ellos. A menudo pasamos por alto la solución realmente obvia y simple y en su lugar tratamos de inventar alguna solución tecnológica complicada. Ciertamente no hay reemplazo para las abejas reales. Se estima que casi 600 mil millones de dólares en cultivos globales dependen de los polinizadores, como las abejas, para crecer. Son absolutamente esenciales para la producción mundial de alimentos y salvarlos del colapso debe ser una prioridad. Pero cuando se trata de las abejas robóticas, no es exactamente un escenario de "o las unas o las otras", como los investigadores se apresuran a destacar. No tenemos la intención de reemplazar a las abejas. Estamos buscando una solución que pueda ayudar o ayudar a las abejas melíferas. Creo que construir prototipos robóticos de insectos más pequeños puede ayudarnos a entender a los insectos y también puede ser beneficioso para los biólogos. La evolución tiene 3.800 millones de años de investigación y desarrollo. Definitivamente deberíamos aprender de ellos. También hay otros escenarios de polinización donde las abejas ni siquiera existen en primer lugar. Como aquí. También estamos pensando en si queremos hacer un experimento de agricultura asistida en el espacio. En esos casos, por supuesto, ahora estamos usando humanos. El astronauta se encargará de la polinización, etc. Pero con suerte, podremos automatizar ese proceso a largo plazo. Pero no se trata solo de la polinización para estas abejas robóticas. Los investigadores también sueñan con otras emocionantes aplicaciones en el mundo real. El escenario que quiero dar es, por ejemplo, si hay un terremoto y un edificio se derrumba y hay personas atrapadas adentro. Qué robot a microescala puede ser muy útil para buscar cuántas personas están atrapadas y dónde están las que están atrapadas. Y más allá de la búsqueda y rescate, también pueden ayudarnos a evitar otros escenarios apocalípticos, yendo a lugares donde los seres humanos tienen dificultades para llegar, como inspeccionar puntos débiles en los puentes o ayudar a escapar de un desastre nuclear. Estos pequeños drones de abejas podrían acercarse a la superficie de las plantas de energía y buscar grietas, y pueden escanear todo el lugar para entender "¿Hay algo que necesita ser reparado antes de comenzar esta operación?". Entonces, si bien los enjambres de abejas robóticas podrían estar décadas lejos, si es que alguna vez suceden, está claro que la tecnología avanza rápidamente. Y aunque es tentador enfrentar a las abejas contra las abejas robóticas en una especie de juegos del hambre en que el ganador se lo lleva todo, esa no es realmente la situación. Las abejas son auténticas y necesitan protección. Pero las abejas robóticas podrían tener un papel que desempeñar...