Sự thụ phấn đóng một vai trò quan trọng trong tự nhiên lẫn các hoạt động nông nghiệp của con người. Chỉ riêng ở Bắc Mỹ, vai trò của việc thụ phấn đã cho phép sản xuất ít nhất 90 loại cây trồng thương mại, bao gồm táo, việt quất, dưa hấu và bông cải xanh.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, số lượng các loài côn trùng thụ phấn (ví dụ như kiến, ong, bọ cánh cứng, bướm, ong vò vẽ ...) đang suy giảm nghiêm trọng. Theo Tiến sĩ Eijiro Miyako - nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Công nghiệp Tiên tiến và Công nghệ của Nhật Bản, trong năm qua có số lượng đàn ong tự nhiên bị sụt giảm khoảng 44% và vẫn chưa có dấu hiệu dừng lại. Ở Mỹ, một nửa số ong đang bị giết chết mà không rõ nguyên do. Đây là điều khủng khiếp đối với loài ong và các loài thực vật phụ thuộc vào loài côn trùng này để thụ phấn. Việc thiếu hụt ong không chỉ đồng nghĩa với số lượng mật ong sẽ giảm, mà cũng có nghĩa là sản lượng lương thực được tạo ra cũng sẽ ít hơn. 

Ngoài việc sử dụng ong để thụ phấn cho cây trồng thì con người có thể dùng phương pháp thụ phấn nhân tạo gồm thụ phấn thủ công bằng tay và bằng máy bay. Đối với phương pháp thụ phấn bằng tay, người nông dân dùng que gắn bông gòn chà lên nhị của hoa đực lấy phấn hoa rồi đem phết lên đầu nhụy hoa cái. Tuy nhiên việc này đòi hỏi rất nhiều nhân lực cũng như sự tinh tế, rất tốn thời gian và công sức.

Bên cạnh đó, phương pháp sử dụng máy bay để thụ phấn cho cây bằng việc phun phấn lên cây mẹ cũng được thực hiện nhưng do tốc độ của gió và của máy bay khi di chuyển đã làm cho những hạt phấn hoa này không tiếp cận được với nhụy hoa cái để thụ phấn một cách hiệu quả.

Như vậy, so với phương pháp thụ phấn tự nhiên bằng ong thì có thể thấy 2 phương pháp thụ phấn nhân tạo trên vẫn còn nhiều hạn chế. Do đó rất cần một phương pháp thụ phấn nhân tạo khác hiệu quả hơn để giải quyết khó khăn trong thụ phấn cây trồng do thiếu hụt ong và điều này đã dẫn đến sự ra đời của chú ong nhân tạo, gọi là “ong rô-bốt”.

Tại Nhật Bản, năm 2013, Tiến sĩ Miyako đã nghiên cứu và phát triển một thiết bị bay nhỏ gọn với chiều ngang chưa tới 4cm, có thể bay linh hoạt như một chú ong. Để thu thập và chuyển phấn hoa, phía dưới chú ong rô-bốt có gắn một tấm thảm nhỏ kết từ lông đuôi hoặc bờm ngựa, phủ thêm một lớp gel dính.

Qua thử nghiệm thực tế, Tiến sĩ Miyako đã dùng ong rô-bốt thụ phấn thành công cho giống hoa lily Nhật Bản. Hiện tại thiết bị không thể tự động bay mà cần có người điều khiển, được trang bị camera, cảm biến và định vị GPS để phát hiện phấn hoa của nhiều loại cây trồng.

Chú ong rô-bốt với phần lưới bên dưới có khả năng thu giữ phấn hoa ở hoa đực để thụ phấn cho hoa cái​

Chú ong nhân tạo này vẫn còn cần nhiều thời gian nghiên cứu để có được bản năng thụ phấn tự nhiên và vận hành một cách tối ưu nhất. Hiện tại chỉ tính riêng phần cứng cho thiết bị, chưa gồm bất kỳ phần mềm hay công nghệ tiên tiến nào, đã lên đến 35USD. Hơn nữa do rô-bốt có trọng lượng nhỏ gọn nên không thể tích hợp viên pin lớn, khiến thời gian bay ngắn. Trung bình với một lần sạc đầy thì ong rô-bốt bay được chỉ 10 phút, sẽ rất bất tiện nếu nông dân vận hành cùng lúc hàng chục con trên một cánh đồng rộng lớn.

Trong khi đó tại Ba Lan, vào năm 2012, các nhà khoa học của Đại học Công nghệ Warsaw đã tạo ra thiết bị bay không người lái để đảm nhiệm công việc của loài ong.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra mẫu rô-bốt có tên B-Droids với các chức năng cơ bản. Nay thì sản phẩm đã được đẩy lên mức mới: thiết bị bay không người lái. Thiết bị này được gắn 4 cánh quạt có thể di chuyển từ bông hoa này sang bông hoa khác để thụ phấn. Các thử nghiệm thực địa được tiến hành từ năm 2014 tới nay. Hiện nhóm đang tìm kiếm nguồn đầu tư để thương mại hóa sản phẩm.

Rô-bốt có khả năng thực hiện công việc tự động mà không cần tới con người điều khiển. Điều đó có nghĩa, loại rô-bốt bay này có thể thay thế công việc của ong trong tương lai.

Còn tại Mỹ, năm 2013, các nhà nghiên cứu của đại học Harvard đã chế tạo ra những chiếc máy bay không người lái tí hon có kích thước của những chú ong để thụ phấn cho hoa, với trọng lượng chỉ khoảng 80mg.

Những chú ong rô-bốt có khả năng thụ phấn như bình thường

Thiết kế cho phép những con ong rô-bốt có thể bay lượn và có thời gian để di chuyển phấn hoa. Cánh của rô-bốt bay có khả năng bắt chước hoạt động của ruồi, vỗ cánh khi được đẩy bởi một thiết bị đặc biệt bằng gốm. Thiết bị này sẽ co lại khi có nguồn điện kích thích. Điều này cho phép ong rô-bốt có thể đập cánh khoảng 100 lần một giây, đủ để chúng có thể bay lơ lửng trong không khí, như một con ong bình thường.

Tuy nhiên những con ong rô-bốt này khá nhỏ nên chúng không thể phù hợp với một bộ sạc pin. Những con ong đặc biệt này cũng sẽ cần một số loại máy tính riêng để hướng dẫn chúng trong khi bay.  

Đến năm 2017, những chú ong rô-bốt đã được đẩy lên mức thiết kế cao hơn khi mà Anna Haldewang, một sinh viên năm cuối tại Đại học Mỹ thuật và Thiết kế Savannah (Mỹ) đã tạo ra một chú ong rô-bốt với tính năng vượt trội.

Chú ong rô-bốt được thiết kế đẹp mắt và có tính năng vượt trội

Thực chất, những con ong rô-bốt được tạo thành từ loại máy bay không người lái (drone), mỗi con ong này sẽ bao gồm 6 bộ phận, được điều kiển thông qua một thiết bị thông minh. Tương tự như cách loài ong mang phấn hoa từ nơi này đến nơi khác, chiếc drone sẽ lấy phấn từ nhị hoa này và đưa đến nhụy hoa khác, tạo nên quá trình thụ phấn chéo.

Haldewang đã làm việc với hơn 50 mẫu thiết kế và thay đổi trước khi đưa ra phiên bản cuối cùng. Thiết bị được tạo thành từ bọt biển (để giữ nó nhẹ nhất có thể), lớp vỏ bên ngoài bằng nhựa và một đôi cánh quạt để giữ nó lơ lửng trong không khí. Mỗi một chiếc drone gồm 6 bộ phận này sẽ có những lỗ nhỏ phái bên dưới, thông qua đó thiết bị sẽ hút phấn hoa khi đang bay lơ lửng phía trên các bông hoa. Phấn hoa sẽ được giữ trong một khoang nhỏ, sau đó được tống ra ngoài để tạo thành sự thụ phấn chéo.

Theo các chuyên gia nhận xét, đây thật sự là một thiết kế xuất sắc, giúp cung cấp một giải pháp thông minh. Nó có thể được sử dụng trong nuôi trồng quy mô lớn, thậm chí là đối với cây trồng thủy canh.

Mới đây nhất vào đầu tháng 2 năm 2018, Tập đoàn bán lẻ Walmart tại Mỹ cũng đã đệ trình bằng sáng chế cho "Pollination Drone" có khả năng thụ phấn hoa và cây trồng theo cách giống như ong. 

Chiếc máy bay sẽ được trang bị camera và cảm biến để xác định phấn hoa trong một bông hoa trước khi đưa nó đến một chiếc khác. Các con ong rô-bốt cũng có lông cứng có thể lấy phấn hoa và giữ nó cho đến khi "Pollination Drone" bay đến hoa khác.

Hy vọng trong tương lai những chú ong rô-bốt sẽ ngày càng được các nhà khoa học hoàn thiện hơn nữa. Sẽ thật tuyệt nếu mọi người sử dụng thiết bị này ở sân nhà họ và thậm chí tạo nên cả một khu vườn. Với những chú ong thật, quá trình thụ phấn diễn ra mà đa số mọi người đều không thể nhìn thấy (vì chúng quá nhỏ) còn với ong rô-bốt, bạn hoàn toàn có thể chỉ cho con cái thấy được quá trình thụ phấn diễn ra như thế nào.

Nguồn: Tạp chí Việt Nam Hương Sắc tháng 3/2018