Robotické včely, známé také jako „drone bees“, měly být odpovědí na globální krizi spojenou s úbytkem přirozených opylovačů. Tato miniaturní zařízení byla navržena tak, aby napodobila schopnost včel přenášet pyl mezi květy a zajišťovat reprodukci rostlin. Počáteční pokusy však ukázaly, že technologické, ekologické i ekonomické překážky jsou mnohem větší, než se předpokládalo.
V posledních desetiletích se svět potýká s alarmujícím úbytkem přirozených opylovačů, především včel. Tento fenomén, označovaný jako syndrom zhroucení včelstev (Colony Collapse Disorder, CCD), představuje vážnou hrozbu pro globální zemědělství, jelikož více než 75 % všech hlavních plodin závisí na opylení. V reakci na tuto krizi se vědci po celém světě snaží najít technologická řešení – a jedním z nich jsou tzv. robotické včely.
První kroky k vývoji robotických včel byly inspirovány samotnou přírodou. V roce 2013 představila Harvardova univerzita projekt s názvem RoboBee – revoluční zařízení velikosti skutečné včely. RoboBee dokázala mávat křídly rychlostí 120 úderů za sekundu, což umožnilo její vzlet a základní manévrování. Tento obdivuhodný úspěch však doprovázely technologické výzvy, které dodnes zůstávají překážkami na cestě k plně funkční robotické včele.
Jednou z hlavních komplikací byla energetická náročnost. První prototypy byly napájeny kabelem, což značně omezovalo jejich pohyblivost. Miniaturizace baterií s dostatečnou kapacitou se ukázala jako klíčový problém. Moderní pokroky v oblasti lithium-polymerových baterií či nanobaterií slibují zlepšení, avšak vytvořit plně autonomní letový režim na takto malém zařízení zůstává výzvou.
Další komplikací bylo řízení a navigace. Přírodní včely při svém letu využívají složitý systém vizuálních a chemických signálů, což znamená, že napodobení těchto schopností vyžaduje integraci pokročilé umělé inteligence. Navíc všechny senzory, kamery a procesory musejí být miniaturizovány tak, aby se vešly na několik milimetrů čtverečních. Výsledná robotická včela musí nejen správně rozpoznávat květiny, ale i efektivně pracovat v rojích.
Neméně důležitým aspektem vývoje byla otázka odolnosti a adaptability. Skutečné včely jsou mistry přizpůsobení. Dokážou přežít v široké škále podmínek a manévrovat v prostředí plném překážek. Pro robotickou včelu to znamená nutnost použití lehkých, ale zároveň odolných materiálů, které by snesly nárazy i vlivy počasí. Materiály jako uhlíkové nanotrubičky či biokompatibilní polymery nabízejí možné řešení, avšak jejich vývoj je nákladný.
Unie podporuje spolupráci s přírodou
Vedle Harvardu se do vývoje robotických včel pustilo i mnoho dalších prestižních institucí a technologických firem. Japonský tým vedený vědcem Eijirem Miyakem z Tokyo Polytechnic University vyvinul v roce 2017 malý dron vybavený speciálním gelem, který napodobuje schopnost pylu přilnout ke květům. Tento gel, založený na iontových polymerech, vykazuje překvapivě vysokou účinnost při přenosu pylu. Evropská unie pak podporuje vlastní projekty zaměřené na vývoj autonomních robotů pro zemědělské účely, známé pod označením CyberBee Project. Cílem těchto iniciativ je vytvořit hybridní systémy, kde by robotické včely spolupracovaly s přirozenými opylovači. Překvapivým hráčem v tomto poli je také americká společnost Walmart, která v roce 2018 podala patent na létající robotické drony schopné opylovat zemědělské plodiny. Tento krok signalizuje zájem o automatizaci zemědělských procesů i ze strany soukromého sektoru.
Vývoj pod palbou kritiky
Navzdory fascinujícím pokrokům zůstává vývoj robotických včel terčem kritiky. Vysoké náklady mohou tuto technologii učinit nedostupnou pro drobné zemědělce. Dalším problémem je fakt, že přirozené opylovače plní i jiné ekologické funkce, jako je udržování biodiverzity, což robotické včely nedokážou zcela nahradit. Podle studie publikované v časopise Nature Communications v roce 2022 by efektivní zavedení robotických včel vyžadovalo jejich integraci do stávajících ekosystémů, nikoli jejich úplnou náhradu. Autoři studie proto doporučují zaměřit se na ochranu přirozených opylovačů, zatímco robotické včely by měly hrát pouze podpůrnou roli.
Nový věk opylování
Přestože robotické včely čelí mnoha překážkám, jejich vývoj otevírá nové obzory nejen v mikrorobotice a umělé inteligenci, ale i v oblasti udržitelného zemědělství. Budoucnost těchto malých strojů však leží ve schopnosti kombinovat technologický pokrok s respektem k přírodním procesům. Pokud se to podaří, můžeme se dočkat éry, kdy budou umělí opylovači chránit nejen naše plodiny, ale i samotný život na Zemi.
Zdroj: Autorský text/Nature Communications,Tokyo Polytechnic University