Ingeniører designer robotter til at bekæmpe invasive fisk

Et hold af forskere har designet en robot, der skræmmer den invasive myggfisk væk, som bider halen af ferskvandsfisk og padder for at æde deres æg. Den nye studie demonstrerer, hvordan frygt kan ændre adfærd, fysiologi og frugtbarhed hos myggfisken, og det kan have store implikationer i kampen mod invasive arter.

Studiet blev offentliggjort den 16. december i tidsskriftet iScience.

At tegne inspiration fra en naturlig predator

Det internationale hold består af biologer og ingeniører fra Australien, USA og Italien. De kiggede på den store mundbass, som er myggfiskens naturlige predator, for at tegne inspiration til de nye robotter.

Holdet designede en robotfisk, der efterligner udseendet og simulerer bevægelserne hos den store mundbass. Med hjælp af computer vision kan robotten slå til, når den identificerer en myggfisk, der nærmer sig padder. Den invasive art viser derefter frygtsom adfærd og stress, før den oplever vægttab, ændringer i kropsskikkelse og en reduktion i frugtbarhed.

Giovanni Polverino er fra University of Western Australia og er første forfatter på forskningen.

“Myggfisken er en af de 100 værste invasive arter i verden, og de nuværende metoder til at udrydde den er for dyre og tidskrævende til at kunne modsætte sig dens spredning,” siger Polverino. “Denne globale pest er en alvorlig trussel mod mange akvatiske dyr. I stedet for at dræbe dem en efter en præsenterer vi en tilgang, der kan informere bedre strategier til at kontrollere denne globale pest. Vi gjorde deres værste mareridt til virkelighed: en robot, der skræmmer myggfisken, men ikke de andre dyr omkring den.”

Når myggfisken var i nærheden af robotfisken, holdt den sig tættere sammen og valgte at blive i midten af testområdet. De var bange for at gå ind i uerkendt vand. De svømmede også med mere hyppige og skarpe sving i forhold til dem, der ikke mødte robotten.

Frygt, der varer

Når den invasive art endelig kom væk fra robotten, fortsatte den med at vise frygt. Den var mindre aktiv, spiste mere mad og frosne længere, og viste tegn på angst i uger efter sidste møde med robotten.

Robotfisken forbedrede også udsigterne for padderne, som myggfisken targetter. Den invasive art er et visuelt dyr, der undersøger omgivelserne gennem sine øjne, mens padderne har dårlig syn og kæmper for at se robotten.

“Vi forventede, at robotten ville have neutrale effekter på padderne, men det var ikke tilfældet,” siger Polverino.

Da robotterne påvirkede myggfiskens adfærd, var padderne mere villige til at gå uden for testområdet.

“Det viste sig at være en positiv ting for padderne. Når de var fri for faren fra myggfisken, var de ikke bange mere. De er glade,” fortsatte Polverino.

Efter fem ugers eksperimenter fandt forskerne ud af, at fiskene allokerede mere energi til at undslippe end til at formere sig. Kroppen af hannen blev tyndere, og deres haler blev stærkere for at svømme væk hurtigere.

Maurizo Porfiri fra New York University er seniorforfatter på forskningen.

“Selv om den er succesfuld til at forhindre myggfisken, er den laboratorie-dyrkede robotfisk ikke klar til at blive frigivet i naturen,” siger Porfiri.

Holdet vil nu forsøge at overvinde tekniske udfordringer og teste metoden på små, klare bassiner i Australien.

“Invasive arter er et enormt problem verden over og er den anden årsag til tabet af biodiversitet,” siger Polverino. “Håber, at vores tilgang med at bruge robotter til at afsløre svaghederne hos en utrolig succesfuld pest vil åbne døren til at forbedre vores bio-kontrolpraksis og bekæmpe invasive arter. Vi er meget begejstrede for det.”