Včely jako významní opylovači hrají klíčovou roli v zemědělství i celém ekosystému. Zefektivnit jejich práci a zabránit poklesu jejich populací se snaží mezioborový projekt RoboRoyale, který propojuje odborníky na biologii, robotiku a strojové učení z Česka, Rakouska, Turecka a Velké Británie. "Celý projekt je unikátní v tom, že jsme dokázali vyvinout fungující systém umožňující detailní a dlouhodobé sledování včelstev v jejich přirozených podmínkách. Díky tomu jsme získali zcela nové poznatky o životě královny a celého úlu," shrnuje vedoucí projektu Tomáš Krajník. Že je život včel plný zajímavostí, jsme na WIRED.cz nedávno psali. Zároveň je stále zahalen tajemstvím. "Z našeho měsíc dlouhého a nepřetržitého sledování včelí královny jsme například zjistili, že měsíčně nachodí vzdálenost asi 1,5 kilometru, kdy se pohybuje na dvou plástvích o rozměrech přibližně 42x33 centimetrů. Dál že dává přednost odpočinku na určitých místech až po dobu 1,5 hodiny a že i v doznívající včelí sezoně v říjnu klade v průměru 187 vajíček denně," vyjmenovává první autor studie Jiří Ulrich.
Mikroroboti jako noví obyvatelé úlu
Jednou z výzev projektu bylo vyvinout roboty, které by včely tolerovaly. "V předchozích výzkumech jsme vyvíjeli roboty do obtížných prostředí, kde například prší nebo hoří, ale to bylo nic proti včelím úlům," říká Krajník. Včely totiž na robotické "vetřelce" útočily – snažily se je odstranit nebo například pokrýt voskem. "Museli jsme najít vhodný tvar, teplotu a materiál, aby si včely robota příliš nevšímaly. Překvapilo nás třeba, že včely vůbec nemají rády silikon, který se velmi často používá například v medicíně jako neutrální materiál, ale včelám opravdu vadí," líčí Ulrich. "Pomocí mikrorobotů chceme lépe informovat královnu například o změně počasí, plánovaném postřiku okolních polí pesticidy nebo že může nakládat víc vajíček.”
Roboti se zároveň museli pohybovat a chovat jako včely. K tomu vědcům z ČVUT pomáhaly předchozí výzkumy chování lidí i matematické modelování chování včel. "Zajímavé bylo, že algoritmy popisující chování lidí se dají velmi dobře použít i na chování včel. Protože i včely mají určité zvyky, jak si strukturují čas, a to když robot ví, dokáže fungovat mnohem efektivněji. Když například zaznamená, že královna zamířila na oblíbené místo, kde odpočívá, ví, že tam zůstane nějakou dobu, a tedy že může prozkoumat okolí."
Součástí robotického systému jsou dvě mobilní kamerové hlavy, které se o práci dělí autonomně. Když se královna prochází, roboti se pohybují společně s ní. Při královnině odpočinku jedna z kamer dál sleduje včely, které se o ni starají, zatímco druhá provádí prohlídku plástu. Záznamy využívají infračervené světlo, tak aby neovlivňovaly chování včel. Ve výsledku tak studovaný úl v univerzitním kampusu v rakouském Grazu generoval každý den 1,4 terabajtu dat. "V reálném čase a s vysokým rozlišením jsme sledovali život včelí královny a její interakce se včelami dělnicemi, ale monitorovali jsme i velikost snůšky a pyl a med na plástech," vyjmenovává Ulrich. Dosavadní studie nikdy nebyly tak komplexní a například kontrolu snůšky bylo potřeba dělat manuálně jednou denně. "Vědci vycházeli z velmi silného etického kodexu, který na univerzitě v Grazu pro chování včel mají.”
Nejdřív sledovat, v budoucnu i ovlivňovat
Aktuálně vědci prokázali, že dokáží včely sledovat. Do budoucna by je chtěli i ovlivňovat pro efektivnější a zdravější včelstva. "Pomocí mikrorobotů chceme lépe informovat královnu například o změně počasí, plánovaném postřiku okolních polí pesticidy nebo že může nakládat víc vajíček, protože v okolí úlu začnou kvést stromy, a tedy bude i dost pylu," vysvětluje vedoucí projektu. Včelí roboti by doplnili skupinu dělnic, které se o královnu starají – čistí ji a krmí, dávají jí informace o dění ve včelstvu, na jejichž základě královna vylučuje různé množství feromonů a zvyšuje nebo snižuje množství nakladených vajíček. Tím ovlivňuje aktivitu včelstva.