机器人蜜蜂和树根为更健康的环境和充足的食物带来希望

机器人蜜蜂复制人以毫无戒心的蜂王为家。但与1982年科幻惊悚片《银翼杀手》中叛逆的复制人不同，这些复制人是来工作的。

结合微型机器人技术、人工智能(AI)和机器学习，该计划旨在让机器蜜蜂通过在正确的时间喂养正确的食物等方式来刺激蜂王产卵。

生存和发展

“我们计划通过只与一只动物——蜂王互动来影响整个生态系统，”英国达勒姆大学的机器人专家和计算机科学家FarshadArvin博士说。“如果我们能够在正确的时间进行产卵等活动，我们就有望拥有更健康的育雏和更活跃、更健康的蜂群。这将改善授粉。”

虽然这在地表之上进行，但能够适应真实植物和真菌并与之互动的变形机器人根部正在地下努力工作。在那里，植物和它们的真菌伙伴形成了巨大的网络。

这些机器人蜜蜂和树根由两个项目开发。这两项计划都在研究对维持生态系统至关重要的人造生物如何帮助现实生活中的有机体及其环境生存和繁衍，同时确保人们的食物仍然充足。

这可能对地球的长期未来至关重要，特别是许多物种目前由于栖息地丧失、污染和气候变化等威胁而面临种群数量急剧下降的情况。

蜜蜂是其中一个面临风险的物种，它是全球75%供人类食用的作物所需昆虫授粉的关键物种。

适合女王

Arvin领导的RoboRoyale项目结合了微型机器人、生物和机器学习技术来培育蜂王的健康。

据Arvin说，RoboRoyale的一个独特之处在于它只关注女王而不是整个殖民地。他说，这个想法是为了证明支持一个关键生物体如何刺激整个环境的生产，从而可能影响数亿个生物体。

该团队希望在未来几个月开始测试的多机器人系统将随着时间的推移学习如何梳理蜂王以优化她的产卵和信息素的产生——影响蜂巢行为的化学气味。

该系统正在奥地利和土耳其的人造玻璃观察蜂箱中部署，蜜蜂复制品旨在取代通常与蜂王互动的所谓宫廷蜜蜂。

育雏食品

一个目标是机器蜜蜂可以通过在适当的时间为蜂王提供特定的富含蛋白质的食物来促进产卵，从而有可能刺激产卵。反过来，预期的好处是蜜蜂和觅食飞行的增加将意味着周围生态系统的授粉更强，以支持植物和动物的生长。

该系统可以让六到八只机器蜜蜂(其中一些配备微型摄像头)通过从外部连接到它们的控制器在观察蜂巢内进行操纵。最终目标是让机器蜜蜂完全自主。

在此之前，RoboRoyale团队使用高分辨率相机和图像分析软件观察了几个蜂巢中的蜂王，以更深入地了解它们的行为。

该团队捕获了超过1.5亿个蜂王在蜂巢内的轨迹样本，以及它们与其他蜜蜂社交互动的详细镜头。现在正在分析数据。

一旦完整的机器人系统经过充分测试，RoboRoyale研究人员希望它能促进人们对生物混合技术的潜力的理解，不仅在蜜蜂中，而且在其他生物体中。

“这可能会导致一种新型的可持续技术，对周围的生态系统产生积极影响，”Arvin说。

RoboRoyale机器人控制器的概念设计。©FarshadArvin，2023年。

木宽网

另一个项目，I-Wood，正在探索一种非常不同类型的社交网络——一种地下的。

位于热那亚的意大利理工学院(IIT)的科学家正在研究他们所谓的WoodWideWeb。它由植物根部组成，它们通过真菌的共生网络相互连接，为它们提供营养，帮助它们共享资源和交流。

为了更好地了解这些网络并找到刺激它们生长的方法，I-Wood正在开发柔软的、可变形的机器人根，它们可以适应真实的植物和真菌并与之互动。这个想法是让机器人植物根部在其尖端使用微型3D打印机，使其能够根据温度、湿度和可用养分等环境因素逐层生长和分枝。

“这些技术将有助于增加对共生体和宿主之间关系的了解，”领导该项目的IIT机器人专家BarbaraMazzolai博士说。

Mazzolai的团队有一个温室，用来种植接种了真菌的水稻。到目前为止，研究人员已经分别检查了根系和真菌的生长情况。

很快，他们计划合并他们的发现，以了解两者之间的相互作用如何、何时、何地发生，以及它涉及哪些分子。

I-Wood的机器人随后可以使用这些发现来帮助真菌和根部之间的自然共生尽可能有效地发挥作用。该团队希望在今年年底前开始在温室中试验机器人。

根据Mazzolai的说法，可以对机器人根进行编程，使其在尖端传感器的帮助下自主移动。就像真正的根或蚯蚓在地下移动的方式一样，它们也会寻找由于土壤较软或不太紧实而更容易移动的通道。

贸易调整

但是将机器人技术与自然相结合也存在挑战。

例如，蜜蜂对其蜂巢中的外来物体很敏感，可能会将它们移走或用蜡涂上它们。这使得使用跟踪标签等项目变得棘手。

然而，根据RoboRoyale的Arvin的说法，在团队调整了标签的元素(例如涂层、材料和气味)后，蜜蜂变得更容易接受了。

尽管存在这些挑战，Arvin和Mazzolai相信机器人技术和人工智能可以在长期维持生态系统和环境方面发挥关键作用。对于Mazzolai来说，这些技术的吸引力在于它有潜力对植物、动物和环境之间鲜为人知的相互作用进行更深入的分析。

例如，由于植物根系和真菌的地下网络被认为对于维持健康的生态系统和通过锁定碳来限制全球变暖至关重要，该项目的机器人根系可以帮助阐明我们如何保护和支持这些自然过程。

“机器人技术和技术中的仿生学将在拯救我们的星球方面发挥根本作用，”Mazzolai说。