Etkileşimli robotik olarak bilinen çalışma dalı, kısa bir süre içinde yalnızca önceden programlanmış, tekrarlayan görevleri yerine getirmenin ötesine geçerek canlılarla etkileşim kurmak gibi daha karmaşık faaliyetlere yönelmiştir. Örneğin biyouyumlu ve biyomimetik robotlar, hayvanları ve bitkileri araştırmak için giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Döngüde hayvanları kullanan robotik sistemler, geleneksel teknikler kullanılarak incelenmesi zor olan kolektif davranışları araştırmak için özellikle yararlıdır. Bu sistemler sadece hayvan davranışları ve koruma çalışmalarına yeni bakış açıları sunmakla kalmıyor. Robotlarda mühendislik inovasyonunu da teşvik etmektedirler.
İsviçre’deki École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ile Avusturya’daki Graz Üniversitesi arasında yakın zamanda gerçekleştirilen bir ortaklık, robotik bir sistem tasarlanıp bir bal arısı kolonisine entegre edildiğinde, döngü içinde hayvan sistemlerinin ne kadar başarılı olabileceğini gösterdi.
Araştırmacılar, robotik bir cihaz kullanarak 2020 ve 2021 kışlarında üç Avrupa bal arısı (Apis mellifera) kolonisi üzerinde müdahaleci olmayan çalışmalar yürüttü. Araştırmacılar, sıcaklıkları ayarlayarak kovan içindeki arı hareketini etkileyebildi, yeni hareket modellerini gözlemleyebildi ve kolonideki kolektif termoregülasyon davranışlarını analiz edebildi. Grup, bulgularını Mart ayında Science Robotics dergisinde yayınladı.
EPFL’de doktora öğrencisi ve çalışmanın yazarlarından biri olan Rafael Barmak, cihazı “temelde sadece biyouyumlu değil, aynı zamanda bal arısı kolonileriyle etkileşim kurmak için bir dizi sensör, elektronik [ve] termal aktüatöre sahip garip bir robotik sistem” olarak tanımlıyor. Bal arıları çok sahiplenicidir ve kovanlarına giren yabancıları ya ortadan kaldırır ya da gizlerler. Bu nedenle, gerekli robotik özelliklere ek olarak, mühendislerin sistemlerini kurarken bal arılarının sosyal davranışlarını da dikkate almaları gerekiyordu.
Barmak’a göre, hayvanları araştırmak için robotları kullanmak, sağlıklı bir kovan ve arı yaşam döngüsü için çok önemli olan yerel sıcaklıkları tespit etmek gibi zahmetli ve tekrarlayan işleri otomatik hale getiriyor.
“Bir bal arısı kolonisi içinde sıcaklık ölçümleri yapmak kolay değildir. Bu cihazın benzersiz özelliği, koloniye başarıyla entegre edildikten sonra arıların içerdiği sensörleri çevrelemesidir. Aksi takdirde, arıcılar ve bilim insanları çoğunlukla yanlış dış sıcaklık verilerine güvenmek zorundadır.
EPFL-University of Graz ekibi, tasarım mükemmel olana kadar birkaç revizyon yapmak zorunda kaldı. Tamamlanan robotun üst kısmında arıcılık çerçevesine benzeyen bir elektrik paneli bulunuyor. Barmak’a göre, termal aktüatörlerin, sensörlerin ve diğer destekleyici elektronik aksamın bulunduğu baskılı devre kartı (PCB) tam ortada yer alıyor.
Tüm [işleri] yöneten mikrodenetleyici adı verilen bir işlemcimiz var.” Sadece reçineyle kaplanmış ve balmumuyla kaplanmış bir PCB’ye sahip olan ilk tasarım arılar tarafından reddedildi. Bunun ardından, araştırmacılar bir bina şablonu için bir çerçeve eklemeyi tercih ettiler ve birkaç farklı malzeme denedikten sonra, koloninin beğenisini kazanmak için 1 milimetre kalınlığında lazerle kesilmiş bir ağda karar kıldılar.
Bir koloninin yaklaşmakta olan ısı çöküşü bile cihazın sensör dizileri tarafından algılanabilir. Bu durum, sıcaklık tehlikeli derecede düştüğünde (arıların ısı üretmek için kanatlarını çırpamadığı Avrupa bal arısı için 10 ºC’nin altında) gerçekleşir. Barmak, arıların tehlikede olduğunu, hareket etmeyi bıraktıklarını fark ettikten sonra termal verilere baktığımızda anladık, diyor. Araştırmacılar, daha önce koloninin kolektif eylemlerini analiz etmek için kullanılan termal aktüatörleri kullanarak ısıyı yükseltmeyi seçtiklerinde arılar kurtuldu.
Barmak ve ekibi, arıları koloni içinde hareket ettirmek için daha önce kış kolonilerinde hiç denenmemiş olan termal uyaranları da kullandı. Arılarda daha önce tanınmayan davranış kalıpları keşfettiler ve termal ipuçlarını ne kadar yakından takip ettiklerini keşfettiler, her ikisi de yeni arıcılık teknikleri oluşturmak için kullanılabilir. Şu anda robotik ekipmanlarıyla yaz kolonilerini incelemeye hazırlanıyorlar, bu biraz daha zor olacak çünkü arılar o zaman çok daha aktif.
Barmak’a göre bu robotik sistemin en önemli yanı, araştırmacıların bu canlılar hakkında daha fazla bilgi edinmesini ve mevcut anlayışı geliştirmesini sağlaması. Bilimsel merakı uyandırmanın yanı sıra, hayvan kolonilerini incelemek için etkileşimli robotik sistemler kullanmanın ve ardından verileri yeni e-tarım araçları, sensörler ve alan için başka şeyler üretmek için kullanmanın potansiyelini gösterdiğini iddia ediyor.
Kaynak: spectrum.ieee.org
