Ingeniører designer robotter til at bekæmpe invasive fisk

Et team af forskere har designede en robot, der skræmmer den invasive myggfisk, der bider halen af ferskvandsfisk og padder for at æde deres æg. Den nye studie demonstrerer, hvordan frygt kan ændre myggfiskens adfærd, fysiologi og frugtbarhed, og det kan have store konsekvenser i kampen mod invasive arter.

Studiet blev offentliggjort den 16. december i tidsskriftet iScience.

Indpiration fra naturlige prædatorer

Det internationale team består af biologer og ingeniører fra Australien, USA og Italien. De kiggede på den store munnede bass, som er myggfiskens naturlige prædator, for at få inspiration til de nye robotter.

Teamet designede en robotfisk, der ligner og simulerer den store munnede bass’s udseende og bevægelser. 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 studiet.

“Myggfisken er en af de 100 værste invasive arter i verden, og 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 har gjort deres værste mareridt til virkelighed: en robot, der skræmmer myggfisken, men ikke de andre dyr omkring den.”

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

Frygt, der varer

Når den invasive art endelig slap 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 målrettede. Den invasive art er et visuelt dyr, der undersøger omgivelserne gennem sine øjne, mens padderne har dårlig syn og har svært ved at se robotten.

“Vi forventede, at robotten ville have en neutral effekt 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 slap fri fra faren af at have myggfisk omkring sig, var de ikke længere bange. 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. De mandlige fisk blev tyndere, og deres haler blev stærkere, så de kunne svømme væk hurtigere.

Maurizo Porfiri fra New York University er seniorforfatter på studiet.

“Selv om robotfisken var succesfuld i at afværge myggfisken, er den ikke klar til at blive frigivet i det vilde,” siger Porfiri.

Teamet 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-kontrollpraksis og bekæmpe invasive arter. Vi er meget begejstret for dette.”