impollinatori naturali, in particolare le api da miele, stanno scomparendo a un ritmo senza precedenti. Ciò comporta gravi rischi per l'agricoltura, l'economia, e il sostentamento di uomini e animali. Le api sono i principali impollinatori di un'ampia varietà di colture, quindi la loro scomparsa potrebbe compromettere il lavoro dei produttori di cibo, riducendo infine la quantità di cibo disponibile sul mercato.

I ricercatori della West Virginia University (WVU) hanno recentemente sviluppato un robot autonomo ispirato alle api, che può impollinare le piante di rovo all'interno di un ambiente di serra. rovo, presentato in un articolo pre-pubblicato su arXiv, utilizza tecniche di localizzazione e mappatura all'avanguardia, così come altri strumenti che consentono la percezione visiva, pianificazione del percorso, controllo del movimento, e manipolazione.

"Uno dei principali problemi riguardanti l'attuale produzione agricola è l'impollinazione delle colture, " Yu Gu, uno dei ricercatori che hanno sviluppato il robot ha detto a TechXplore. "Il trentacinque per cento del volume della produzione agricola globale, circa 577 miliardi di dollari l'anno, si affida al servizio degli impollinatori. Però, il recente declino delle api da miele (cioè il disturbo del collasso delle colonie) ha gravemente minacciato la produttività. Dal punto di vista della sostenibilità sia economica che alimentare, c'è un urgente bisogno di cercare sistemi di impollinazione alternativi".

Per affrontare questo problema, Gu e i suoi colleghi hanno progettato un prototipo di robot impollinatore di precisione per impollinare i rovi, piante di mora e lampone, in un ambiente di serra. Il loro progetto è finanziato dall'Istituto nazionale per l'alimentazione e l'agricoltura (NIFA), un'agenzia del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), nell'ambito dell'iniziativa nazionale di robotica.

"BrambleBee ottiene prima informazioni aggiornate sulle posizioni dei grappoli di fiori e sulla prontezza all'impollinazione effettuando un 'pass di ispezione' della serra, " Gu ha spiegato. "Mentre BrambleBee va in giro, i grappoli di fiori nelle vicinanze vengono rilevati utilizzando la telecamera di bordo. Le posizioni dei cluster rilevati vengono quindi registrate in una mappa dei filari delle piante".

Al termine di questa prima fase di ispezione, Bramblebee decide dove si sposterà per impollinare i fiori. Raggiunge questa decisione bilanciando il numero di grappoli di fiori raggiungibili che sono pronti per l'impollinazione e riducendo al minimo la distanza percorsa. Il robot pianifica quindi i percorsi per raggiungere in modo efficiente queste posizioni evitando eventuali ostacoli lungo il percorso.

"Una volta parcheggiato in un luogo di impollinazione, BrambleBee scansiona l'impianto e costruisce una mappa più dettagliata, "Gu ha detto. "Utilizzerà quindi il manipolatore per accedere a ogni fiore che ha bisogno di impollinazione".

Nel costruire il loro robot impollinatore di rovi, i ricercatori sono stati in parte ispirati dall'ecologia e dal comportamento delle api, in particolare le api muratrici, che raccolgono polline per la loro prole. Ad esempio, proprio come le api, BrambleBee prima trova i fiori e poi tiene traccia della loro posizione, utilizzando queste informazioni per pianificare il percorso migliore per raggiungerli.

Inoltre, Il meccanismo di impollinazione di BrambleBee, attaccato all'estremità del suo braccio robotico, agisce in modo simile a quello delle api. Il robot manovra questo meccanismo con movimenti precisi, distribuendo il polline nei pistilli senza danneggiare i fiori. "Il progetto consente lo sviluppo di un complesso sistema di robotica autonoma in grado di funzionare in un ambiente agricolo comune, " Gu ha detto. "La localizzazione di precisione, valutazione, e la manipolazione di parti di piante piccole e delicate fornisce capacità fondamentali per consentire una varietà di altre applicazioni di agricoltura di precisione come l'irrigazione automatizzata, fertilizzazione e raccolta, monitoraggio dei danni agli impianti, così come il controllo delle erbe infestanti e dei parassiti".

Il sistema di impollinazione robotico di precisione creato alla WVU è il primo del suo genere. In futuro, potrebbe aiutare i coltivatori a risolvere le sfide di impollinazione a breve termine e potrebbe persino essere adattato per sviluppare nuovi strumenti agricoli per la raccolta, potatura, e raccolta della frutta.

"Ora ci concentreremo sul miglioramento dell'autonomia del sistema di impollinazione robotica e sulla valutazione dell'efficacia e dell'efficienza di questo nuovo metodo di impollinazione, " disse Gu.

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