Drooniparved päästavad planeedi – ulme või reaalsus?

Ärevad teated mesilastest, kes on tõenäoliselt taimemürkide tõttu tarudes hukkunud, ei ole haruldus ka Eestis. Nende tähtsate taimetolmeldajate kadumine võib aga tuua kaasa pöördumatud tagajärjed looduses. Kust võiks abi loota, küsib Inseneeria kaasautor Kaido Einama.

Selgub, et robotiseeritud maailma suunduvas inimühiskonnas on sellele juba mõeldud. Kui ulmelisena tundub, et mikrodroonid hakkavad meie lilli ja põllumajandustaimi tolmeldama?

Üks osa teadlasi usub, et mikrodroonid võiks sellega juba hakkama saada küll. Ja samas on teine osa teadlasi, kes seda ei usu – droonid ei suuda päästa maailma, kui päris mesilased on välja surnud.

Drooniparved saavad hakkama!

Aastal 2013 said Harvardi teadlased valmis veidrat sääske meenutava pisiroboti – RoboBee, mille ainsaks ülesandeks on otsida lilleõisi ja neid traadi otsas olevate karvaste pallikestega natuke torkida. Karvade külge jääb õietolm ning õielt õiele lennates tolmeldataksegi taimi nii, nagu mesilased seda teevad. Robot aga ei võta oma töö eest tasuks nektarit, mille mesilased tarusse viivad.

Harvardi Ülikooli Wyss´i Instituudis valminud kirjaklambrist väiksem robot suudab küll üsna hästi lennata, aga probleem on veel aku kestvuses ja tarkuses, mis ei mahu ka tänapäeva suuri protsessorivõimsusi arvestades nii pisikesse seadmesse ära. Ehkki lennumehhanismid said üsna täiuslikult viimistletud ja robotputukas tõusis õhku ning oli juhitav.

Kuid see prototüüp valmis neli aastat tagasi – 2017. aastal on jaapanlased proovinud robotmesilase ideed oluliselt edasi arendada.

Jaapani teadlane Eijiro Miyak kasutas katsetes tavalisi multirootoriga droone meenutavat pisikest nelja propelleriga lennuvahendit, mille alla oli kinnitatud loomakarvade ja spetsiaalse kleepuva geeliga kaetud mesilase karvase keha imiteerija – katsetused liiliate tolmeldamisel olid üsna edukad. Kuid endiselt jääb õhku küsimus, kuidas neid robotmesilasi parvedes koordineeritult lendama ja õisi otsima panna. Ehkki selle küsimuse vastus on juba peaaegu käeulatuses.

Praeguseks on olemas kõik tehnoloogiad robotputukate parvede loomiseks: lendamise tehnoloogia juba 2013. aasta Harvardi uuringutest, mini-GPS-id, kõrglahutusega mikroskoopilised kaamerad, pilditöötlustarkvara ning tehisintellekt, mis suudab korraga juhtida tuhandeid droone üheaegselt.

Miks nad seda teevad?

Viimaste uuringute järgi hävis USA-s aastatel 2015–2016 44 protsenti mesilaste populatsioonidest taimekaitsevahendite ja senitundmatute põhjuste tõttu. Veel paar aastat ja taimeriigis võib saabuda katastroof – keegi ei tea, kuidas mesilaste kadumine bioloogilist tasakaalu mõjutab. Arvatakse aga, et sel on halvad või pigem väga halvad tagajärjed nii põllumajandusele kui üldse kogu elusloodusele Maal.

Olukorra teeb keerulisemaks see, et on olemas ligi 20 000 erinevat mesilaseliiki, igaüks aga tolmeldab kõige paremini just teatud neile omaseid taimeliike ja on kohanenud teatud õiekujudega. Ühes tarus on kümneid tuhandeid mesilasi.

Miks droonid ikkagi mesilasi asendada (veel) ei saa?

Droonid siiski väljasurevaid mesilasi niipea asendada ei suuda, kui just olukord väga katastroofiliseks ei kisu ja selle nimel väga palju ei pingutata.

Esiteks – mesilasi on palju ja nad teevad ära massiivse töö, mille jaoks läheks roboteid vaja liiga palju, nende tööshoidmine ja akude laadimine oleks ülikallis. Seda vähemalt praegu.

Teiseks – õite tolmeldamine pole ainult neist karvase harjaga n-ö ülekäimine – vaja on hella lähenemist, mõnedel õitel ka sissepugemist, kontrollimist, kas õiel on juba käidud või mitte jne. Tegemist on evolutsiooni vältel välja kujunenud peene protsessiga, millele rohmakalt lähenedes ei pruugi olla mingit positiivset efekti. Sellest kirjutas ka seesama mesilasdroonide uurija dr Eijiro Miyak veebruarikuises The Conversationis (akadeemiline teadusportaal, toim). Samas on mingil määral võimalik näiteks mesilasi aidata, kui neid on liiga vähe, et farmeri põlde ja aedu ära teenindada. Robotid oskavad juba parvedes liikuda, jooksvalt üksteisega infot jagada ning kaamerapildist õigete õite äratundmine on samuti lahendatav tarkvaraprobleem.

Kuid põhiprobleem ikkagi jääb – tolmeldamine on tohutu tööstuslik tegevus kümnete, isegi sadade tuhandete õitega üsna väikesel alal ja selle robotiseerimine oleks väga suur väljakutse. Miyaki sõnul on veel üks murekoht – mõned põllukultuurid, nagu näiteks oad, on keerulise õie-ehitusega ja nende lihtsalt „raputamisest“ drooniga ei piisa. Maasikad aga tahavad korduvat tolmeldamist ja iga õie üle peab hakkama arvestust pidama. Seega on seni igatpidi odavam jõuda jälile mesilaste massilise suremise põhjustele ja neid kaitsma hakata, et inimese ja looduse üliolulised abistajad välja ei sureks.

Parvlevad droonid – kus neid veel kasutatakse?

Parvlevad ehk suures hulgas koordineeritult tegutsevad masinad on väga perspektiivne ja pealtnäha ka kõhedusttekitav tehnoloogiaharu. Lisaks robotmesilastele on drooniparvesid kasutatud ka mujal. Näiteks USA kaitsejõud katsetasid 2016. aastal drooniparve, mis heideti välja hävitajast ja mis tegutses koordineeritult, kogudes ümbruse kohta ülidetailset infot. Sellise parve eest ei jää midagi peitu ja alla tulistada on kõiki pisikesi droone ka võimatu. Samas maksab üks pisike lennumasin võrreldes hävitaja või suure drooniga tühise hinna. Droonipilvede juhtimine on samuti midagi hoopis muud. Kui muidu võis inimene juhtkangikesega suunata lennumasinat (ja automaatika abistas soovitud sihtmärgini jõudmisel), siis drooniparvele antakse alati täita mõni lahingumissioon, mille läbiviimiseks peab masinate tiim ise väikeseid otsuseid pidevalt vastu võtma. Näiteks andes ülesande kaardistada vastase punker, jagab droonipilv ülesanded erinevatele sisenditele ära nii, et see töö saaks tehtud minimaalselt lennates ja maksimaalselt kogu maastikku kattes.

Sel aastal esines Super Bowlil Lady Gaga sadade droonide saatel, mis moodustasid mustreid ja tegid tehislikku „ilutulestikku“. Mikroskeemide tootja Intel demonstreeris oma uut tehnoloogiat samuti droonide ilutulestikuga, pannes 500 lennumasinat sünkroniseeritult taevas kujundeid moodustama nagu tantsupeoetendusel.

Muidugi on drooniparvede võimalikuks rakenduskohaks põllumajandus. Nikolaos Papanikolopoulos Minnesota Ülikoolist arendab juba mitmendat aastat päikese jõul lendavaid mikrodroone, mis aitaksid robotiparvedel kauem õhus püsida ilma laadimiskohta tagasi pöördumata. Hiinas on arendamisel päästedroonid, mida saaksid päästjad väikestest kastidest ümbrusse laiali lennutada, et hinnata kahjude suurust ja leida ellujääjaid.

See kõik võib oodata meid juba lähiajal. Linnu- ja putukaparvede kõrvale võivad tõusta ka robotiparved.