زنبورهای رباتیک امروزه توانایی پشتیبانی از مزارع عمودی را داشته و در آینده‌ قادر خواهند بود تا به فضانوردان کمک کنند.

هدف عملیات کشاورزی عمودی این است که گیاهان به جای زمین‌های کشاورزی، در قفسه‌های بلند به کمک چراغ‌ها و هوش مصنوعی رشد کنند. و تدابیر انسانی کمتر در این زمینه برای رشد دخیل باشد. اما با وجود وعده‌های بلند پرواز در خصوص ارائه محصولات تازه به بازارهای محلی، این سیستم‌ها هنوز راه کاری متناسب با محیط زیست برای تغذیه جمعیت رو به رشد جهان فراهم نکرده‌اند.

اولین مزرعه‌ی عمودی

در سال ۲۰۱۲ اولین مزرعه عمودی تجاری جهان در سنگاپور افتتاح گردید. همچنین در سال‌های بعد شرکت‌هایی نظیر Infarm و AeroFarms آغاز به کار کردند که بعد‌ها صد‌ها میلیون دلار جذب سرمایه‌گذاری کردند. نظارت دقیق بر رشد گیاهان و مصرف آب به کمک سیستم‌هایی مانند هیدروپونیک و هوش مصنوعی صورت گرفته است. برخی از شرکت‌ها و متخصصان معتقدند که این مزارع آینده می‌توانند به نابسامانی مواد غذایی در سراسر جهان پاسخ دهند.

سیستم هیدروپونیک برای کشت در گلخانه‌های عمودی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این سیستم، ریشه‌های گیاهان در به صورت آزاد در محلول غذایی قرار می‌گیرند و بدون استفاده از خاک رشد می‌کنند. از مزایای کشت هیدروپونیک می‌توان به امکان مدیریت دقیق غذا، آب، و هوا و نور اشاره نمود. این روش بهینه‌ترین شرایط رشد برای گیاهان را فراهم می‌سازد.

این مزارع «پتانسیل تأمین مقداری زیادی از تغذیه‌های بشریت را دارند» و بنا به گفته‌ی ” توماس گراهام ” محقق زراعت محیط کنترل ‌شده، شرکت‌ها قادر به ساخت مزارع عمودی تقریباً در هر کجا که مد نظر دارند، هستند. در طول سال گذشته بسیاری از مزارع عمودی به دلیل افزایش تورم و افزایش قیمت انرژی در سراسر جهان خشک شده‌اند.

مزارع عمودی در حال حاضر تنها گونه‌های محدودی از محصولات را ارائه می‌دهند. این مزارع اغلب تنها سبزیجاتی مانند کاهو و گیاهان دارویی را تولید می‌کنند. زیرا مصرف آب کمی دارند و به راحتی می‌توانند به وسیله هیدروپونیک در داخل ساختمان تولید شوند.

برای مقابله با نا امنی غذایی، مزارع عمودی باید محصولات خود را گسترش دهند. و این بدان معناست که باید راهی برای جلب گرده ‌افشانان به عملیات کشاورزی داخلی پیدا کنند.

حدود یک سوم محصولاتی که ما می‌خوریم، برای رشد به گرده‌افشانانی مانند زنبورها و خفاش‌ها نیاز دارند. انجام این کار در مزرعه عمودی مشکل است زیرا زنبورهای شهری که یکی از گرده ‌افشانان محبوب برای تولیدکنندگان تجاری هستند، مشکلاتی را در محیط نور مصنوعی دارند. گرده‌ افشانی به صورت دستی بسیار زمان‌بر و از این‌رو گران است. برای حل این مشکل، محققان بیش از دهه‌هاست بر روی گرده‌ افشانان یا زنبور‌های رباتیک کار می‌کنند. اما این گرده‌ افشانان اخیراً فقط به دانشگاه‌ها و عملیات تجاری راه یافته‌اند.

زنبورهای روباتیک‌ راهی برای نجات

روبات‌ها برای مزارع جدید نیستند. از دهه ۱۹۵۰، محققان به راه‌های اتوماسیون کشاورزی، از جمله تراکتورهای دارای راه‌های اتوماتیک، می‌پرداخته‌اند. در سال‌های 1980 و 1990، مهندسان ابزارها و ربات‌های ویژه‌ای برای برداشت خربزه و چیدن گوجه‌فرنگی ساخته بودند. اکنون شرکت‌ها ربات‌های خودکار را برای برداشت انواع مختلف محصولات توسعه می‌دهند. این دستگاه‌ها کارهایی مثل چیدن علف‌های هرز و پاشیدن سموم کشاورزی را انجام می‌دهند. همچنین بر بیماری‌ها نظارت کرده و از طریق هوش مصنوعی بیشتر این ابزارها را راهنمایی می‌کند. تا اطلاعاتی را از حسگرهای موجود درونشان سازماندهی و پردازش کنند. که اغلب دوربین‌های چندبانده مانند دوربین‌های چندطیفی هستند که تفاوت‌های نوری که توسط گیاهان منعکس می‌شود را تشخیص می‌دهند. این تفاوت‌ها اطلاعاتی درباره سلامت محصولات مانند بهره‌وری در میوه‌ها یا نشانه‌های آسیب را می‌دهند.

بیشتر تحقیقات ماشین‌آلات کشاورزی هنوز هم بر روی ربات‌های برداشت محصولات تمرکز دارد. امروزه تیم‌های زیادی در زمینه‌ی ایجاد زنبورهای رباتیک فعال هستند. اکنون دانشمندان و کسب ‌و کارهای زیادی در سراسر جهان در حال تلاش برای طراحی و پیاده‌ سازی بهترین روش‌ها برای ربات‌های گرده‌افشانی هستند. به گفته “یو گو”، رباتیک‌ دان دانشگاه ویرجینیای غربی که در حال توسعه یک دستگاه گرده ‌افشان شش‌ دستی به نام StickBug است، این کار آنقدر ساده نیست. برای ساخت گرده‌افشان‌های قابل استفاده گسترده، مشکلات بزرگی وجود دارد.

روش بررسی نرم افزار Polybee

برخی محققان کار خود را خارج از دانشگاه به بازار هم برده‌اند. “سیدهارت جادو”، در سال ۲۰۱۹ شرکتی به نام Polybee تأسیس کرد. او و همکارانش دیرون‌ها (پهپادها) را برای انواع مختلف عملیات کشاورزی داخلی، از جمله مزارع عمودی و گلخانه‌ها، تطبیق می‌دهند. نرم‌افزار قدرتمند هوش مصنوعی Polybee، دستورات را با حسگرهای دوربین رنگی، به پهپادها می‌دهد تا ویژگی‌های کلیدی را برای کشاورزان اندازه‌گیری کند. سپس پهپادها با دقت، هوا را اطراف گل‌ها تحریک کرده و گل‌ها را می‌لرزانند تا زمانی که شرایط داخل گلخانه (مانند دما و رطوبت) برای گرده‌افشانی مناسب باشد. این فعالیت باعث ترکیب گرده درون گل می‌شود و فرآیند تخم‌گذاری را آغاز می‌کند.

مطلب مرتبط: خنک کردن گلخانه‌های هیدروپونیک در فصول گرم

در حال حاضر Polybee سیستم گرده‌افشانی خود را به گلخانه‌های تجاری گوجه فرنگی در استرالیا می‌فروشد. (نسبت به بسیاری از محصولات غذایی، گرده‌افشانی گوجه‌فرنگی به نسبت ساده است زیرا گل‌های گیاهان هر دو بخش‌های نر و ماده دارند.)

با تمام این اوصاف، اگر زنبورهای رباتیک موفقیت‌آمیز باشند، قادر به ارائه‌ی مزایای متعددی خواهند بود. به عنوان مثال، عفونت‌های بین گیاهان را کاهش می‌دهند. زیرا زنبورها می‌توانند بیماری‌هایی را منتشر کنند که باعث آسیب جدی به مزارع می‌شود.

بیش از دو دهه است که دانشمندان در سراسر جهان ابلاغ کرده‌اند که زنبورهای خرچنگ می‌توانند ویروس‌ها را به گوجه‌فرنگی‌های دیگر انتقال دهند. که این امر باعث غیر قابل فروش شدن آنها می‌شود.

تأثیر زنبورهای تجاری بر زنبور‌های وحشی

زنبورهایی که به صورت تجاری توسعه می‌یابند قادر هستند به خارج از گلخانه‌ها رفته و باعث ایجاد عفونت در زنبورهای وحشی اطراف شوند. این زنبورها با قرار گرفتن در مقابل عواملی مانند تغییرات آب و هوا، شهرنشینی و استفاده از سموم، از کاهش تنوع زیستی رنج می‌برند.

این امر برای گیاهانی که به این گرده‌ افشانان خارج از گلخانه نیاز دارند، باعث آسیب‌پذیری زیادی می‌شود. زیرا نمی‌توانند به جایگزین‌های مکانیکی خود تکیه کنند. به عبارتی دیگر زنبورهای رباتیک بهترین عملکرد خود را در داخل گلخانه‌ها دارند. یعنی مکانی

که قادر به حرکت در محیط‌های بسیار ساختارمند باشند و از هوا و دماهای ناپیش‌بینی دوری باشند.

سخن نهایی

همان‌طور که ذکر شد عوامل محیطی از جمله مواردی است که باعث آسیب‌پذیری زیادی در زندگی گرده افشانان محیطی می‌شود. استفاده از پرورش گیاهان در گلخانه‌های عمودی و استفاده از زنبورهای رباتیک برای گرده افشانی، بسیار لازم و ضروری است. زیرا عوامل محیطی، باعث زیاد شدن بیماری‌های عفونی در میان زنبور‌های وحشی می‌شود و خطر انقراض آنها را افزایش می‌دهد. همچنین با داشتن اطلاعات کافی در مورد سیستم‌های مورد نیاز راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک و عمودی راه اندازی این نوع گلخانه‌ها آسان‌تر خواهد بود.  کشت‌های هیدروپونیک و گلخانه‌های عمودی و استفاده از ربات‌ها، در آینده‌ای نچندان دور نوید زندگی مدرن و سالم‌تری را به نسل‌های بعدی می‌دهد.