Erno Kuuselan (oik.) ja Juho Lämsän robottikukat simuloivat parhaillaan ympäristömyrkkyjen vaikutusta kimalaisten oppimiskykyyn ja ravinnonkeräystehokkuuteen. Keppi ja porkkana –tyyliin kirkkaankeltaisissa kupeissa on sokeriliuosta, oransseissa ja sinisissä taas pahanmakuista kiniiniä.

Viikon 17 tiedejulkaisu: Robottikukkia kimalaisille

Marketista haetut säilykepurkit, ruuvinkannat ja lennokkimoottorit yhdistyvät robottikukkajärjestelmässä, joka automatisoi kimalaisten käyttäytymistutkimuksen.

Tiede  | 

Teksti Essi Oikarinen

Kuvat Essi Oikarinen

Kolme vuotta sitten tutkijanuransa alussa biologian tohtorikoulutettava Juho Lämsä löysi itsensä pohtimasta  medettömien kukkien pölytystä. Kuinka esimerkiksi medettömät orkideat houkuttelevat pölyttäjiä, ja miten kasvien sijoittuminen luonnossa vaikuttaa niiden menestymiseen? Tarvittiin laboratoriokoe, jossa kimalaisille olisi tarjolla medellisiä ja medettömiä kukkia.

”Aluksi rakensin ei-elektronisen tekokukkasysteemin. Hermostuin kukkien jatkuvaan pipetointiin mettä imitoivalla sokeriliemellä ja aloin pohtia, voisiko niitä jotenkin automatisoida”, Lämsä kuvailee robottikukkien syntyvaiheita.

Avuksi tuli entinen opiskelukaveri, biologi ja insinööri Erno Kuusela. Sitten ideoitiin.

Kiire ja pieni budjetti pakottivat luovuuteen. 3D-printtauskin oli pari vuotta sitten vasta yleistymässä. Kuuselan vanhasta lennokkiharrastuksesta muistui mieleen minimoottori, servo. Sen avulla saatiin purkkikukkien syöttömekanismi toteutettua ja pipetit roskakoriin. Purkit haettiin Prisman säilykeosastolta. Kimalaisten juomakupiksi sopiva ruuvinkanta löytyi tietokoneen piirilevystä. Kuusela koodasi ohjelmistot.

”Olihan se vähän sellaista hakkerointia ja Pelle Peloton -meininkiä.”

Valmis järjestelmä koostuu kirkkain värein maalatuista purkeista, jotka simuloivat kimalaisille kukkia. Purkkikukkien kannessa on syöttöaukko, johon mekanismi annostelee kimalaisille lipaistavan kerta-annoksen purkin pohjan sokerivesisäiliöstä. Purkeissa on liikkeentunnistimet, joten tieto kimalaisvierailusta kulkee saman tien ohjausyksikköön ja siitä tietokoneelle.

”Hienointa järjestelmässä on helppous käyttäjän kannalta. Laite tekee suoraan Excel-taulukkoa havainnoista”, keksijät kertovat.

Kun tutkimus on käynnissä ja kimalainen pörrää lentohäkissä robottikukkien ympärillä, voi tutkija käväistä vaikkapa kahvilla. Tehtäväksi jää tulosten analysointi, sekä ajoittainen siivoaminen ja sokeriveden vaihto.

Medettömistä kukista on sittemmin siirrytty uudenlaiseen asetelmaan. Pölyttäjien määrän romahtaminen on keskusteluttanut maailmalla viime vuosina. Tällä hetkellä robottikukilla simuloidaan ympäristömyrkkyjen ja tuholaishyönteisten torjunta-aineiden vaikutusta kimalaisten keskushermostoon ja sitä kautta ravinnonkeräystehokkuuteen.

”Ympäristömyrkyt esiintyvät niin pieninä pitoisuuksina, että tutkimustulosten saamiseksi tarvitaan runsaasti dataa. Tietokoneohjattu robottikukkasysteemi mahdollistaa tarkemman ja huomattavasti laajemman aineiston keräämisen”, Lämsä avaa järjestelmän tuomia mahdollisuuksia myös tutkimusaiheiden valintaan.

Kuuselan ja Lämsän robottikukat eivät välttämättä jää lajinsa ainoiksi. Järjestelmä on julkaistu avoimessa tiedejulkaisussa. Myös ohjelmisto on saatavilla avoimena lähdekoodina. Kimalaisista ja kukista skaalaa on mahdollista kasvattaa suurempienkin eläinten käyttäytymiseen – hiiriin, kolibreihin ja periaatteessa vaikka norsuihin, mikäli jostain vain löytyy tarpeeksi monta kiloa kantava servomoottori. Seuraavan polven pellepelottomien täytynee siis tähytä lennokkimoottoreita kauemmas.

Artikkelin robottikukkajärjestelmästä julkaisi Ecology and Evolution.

Julkaistu 26.4.2016

Essi Oikarinen

Tiedeviestinnän opiskelija, joka haluaisi keksiä lisää värejä ja valon aallonpituuksia.

Lue seuraavaksi

Keskiviikkona 21.11. Linnanmaalla keskustellaan vaikuttamisesta ja yliopiston muuttamisesta

Anni Hyypiö

Uutiset

20.11.2018

2000 Boxes Moved with the Humanists but the Unopened Boxes from last move Ended Up in the Skip

Anni Hyypiö

In English

16.11.2018

Erkki Koiso-Kanttilan katu 1
2T-ovi, 1.krs
90570 Oulu

toimitus@oyy.fi
+358 40 526 7821