Hur tusan styr humlan egentligen?

Små autonoma flygfarkoster som susar fram över taken för att leverera paket eller ger sig in i katastrofområden för att leda räddningsarbeten är redan under utveckling. För att det ska fungera i praktiken måste farkosterna lära sig att väja för hinder. Humlor och bin kan sitta inne med lösningen. För trots att deras hjärna är mindre än ett risgryn är de suveräna på att flyga och navigera.

– När insekter flyger genom ett fält av vajande blommor måste de ständigt ändra sin kurs och fart för att undvika kollision. De gör de mest fantastiska manövrar. Vi vill ta reda på hur de bär sig åt, säger Marie Dacke, docent i sinnesbiologi vid Lunds universitet.

Det kan låta som grundforskning, men tillämpningen är glasklar: kunskap om vilka data humlorna filtrerar ut för att bromsa, vika undan eller navigera i skymningen kan omvandlas till matematiska modeller. De kan i sin tur användas för att lära flygande robotar att flyga i stökiga miljöer.

– Flygande robotar används i dag bara på stora öppna platser, till exempel inom jordbruket. Att använda dem i en stad eller i andra mer komplexa miljöer är omöjligt. Där finns det för många hinder som kan få dem att krascha.

För att avslöja insekternas hemlighet har hundratals humlor fått flytta in i labbet på biologiska institutionen. Här tränas de att flyga genom ett långt rör med olika grader av dagsljus. Under färden mot sockerlösningen dyker olika hinder upp. Med höghastighetskameror filmar forskarna hur humlorna positionerar sig i tunneln för att parera dem. Resultatet blir data som kan vändas för att skapa matematiska modeller för hur humlorna bearbetar sina synupplevelser. De ska i sin tur översättas till programvara som gör att robotar inte flyger in i väggen.

Men labbmiljö är en sak, utomhusmiljö en annan. Därför studerar forskarna även flygförmågan hos orkidé­bin

i Panama. De susar fram genom små öppningar i regnskogen och måste studeras på plats. Det gäller även bin av släktet metalopta, som flyger om natten.

– Om vi kan kopiera vad insekterna gör hoppas vi kunna bygga små energisnåla kontrollsystem som gör flygande robotar mer driftsäkra. Då ökar sannolikheten för att de ska slå igenom, säger Marie Dacke.

Tillsammans med ingenjörer vid det portugisiska universitetet Minho och den tekniska högskolan EDFL i Schweiz skapas nu de matematiska modellerna. De senare ska också utveckla en teknisk plattform för styrsystemet.

Kan tekniken användas för de omdiskuterade ­drönare som USA använder sig av för terrorist­bekämpning?

– Nästan all teknik kan användas i krigssyfte. Det gäller även vanliga flygplan. Det vi vill medverka till är att få fram miljövänliga alternativ till olika typer av transporter.

Vilka tillämpningar kan det handla om?

– Exempelvis att flyga blodprov mellan vårdcentral och labb i stället för att köra dem med bil. Eller flygande robotar som tar sig in i katastrofområden för att sondera innan räddningsarbetare ger sig in.

Din forskning är exempel på hur vi människor försöker härma naturen för att hitta lösningar på tekniska problem. Är det möjligt att vi i framtiden rent av kan överträffa den?

– Naturen har löst saker som vi inte kan lösa, det har tagit lång tid. Men om vi kan förstå principerna bakom lösningen kan vi mycket väl överträffa naturen på sikt – eftersom vi har andra verktyg.

Hur kan det ske med informationen från humlan?

– Om vi vet vilken ljusmängd som behövs för att flyga säkert, och hur vi bäst använder den informationen i ett styrsystem, kan vi relativt enkelt sätta in fler sensorer för att samla tillräckligt med ljus även under mer ljussvaga förhållanden än humlan klarar av att flyga i.