Peces Robóticos Creados para Controlar Especies Invasoras

Escuela de Ingeniería NYU Tandon El profesor Maurizio Porfiri y su equipo de investigadores de NYU Tandon y la Universidad de Australia Occidental han demostrado cómo los peces robóticos pueden ser utilizados para luchar contra una de las especies invasoras más problemáticas del mundo, el pez mosquito. El control de especies invasoras es un problema que enfrentan países de todo el mundo, y algunos de los mayores problemas surgen en lagos y ríos. Es en estos entornos donde los peces y otras especies tienen barreras que les impiden escapar de los depredadores. Estos nuevos desarrollos, del laboratorio que se ocupa de robots biométricos y comportamiento animal, pueden proporcionar soluciones a grandes problemas en todas partes.

La población de peces mosquito ha aumentado en lagos y ríos de agua dulce de todo el mundo, y causan problemas graves para las especies de peces y anfibios nativos. La forma tradicional de controlar los peces mosquito es a través de tóxicos o trampas, y muchas veces es ineficaz o perjudicial para la vida silvestre local.

El equipo de investigadores liderado por Porfiri realizó experimentos para ver si era posible que un pez robótico biológicamente inspirado causara cambios en el comportamiento del pez mosquito. Lo que concluyeron fue que incluso una pequeña exposición a un pez robótico de lubina de boca grande, el depredador más grande del pez mosquito, causó respuestas de estrés. Luego, evitaron ciertos comportamientos y sufrieron cambios psicológicos causados por la pérdida de reservas de energía. Estos cambios fueron la posible razón de una reducción en las tasas de reproducción entre los peces.

El artículo se publicó en la Revista de la Royal Society Interface. Se titula “Respuestas comportamentales y de historia de vida de los peces mosquito a depredadores robóticos biológicamente inspirados e interactivos”.

“Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que utiliza robots para evocar respuestas de miedo en esta especie invasora”, dijo Porfiri. “Los resultados muestran que un pez robótico que replica de cerca los patrones de natación y la apariencia visual de la lubina de boca grande tiene un impacto poderoso y duradero en los peces mosquito en un entorno de laboratorio”.

Los experimentos involucraron exponer grupos de peces mosquito a un pez robótico de lubina de boca grande durante un período de 15 minutos. Esto sucedió una vez a la semana durante un total de seis semanas consecutivas. Cada sesión involucró un comportamiento diferente exhibido por el pez robótico. En algunos de los ensayos, el pez robótico se programó para que proporcionara retroalimentación en tiempo real, y simuló un comportamiento depredador al nadar a una velocidad más rápida. Los investigadores analizaron los datos y encontraron vínculos entre el grado de biomimetismo en el robot y los niveles de estrés de los peces mosquito vivos. Algunos de los comportamientos relacionados con el miedo que exhibieron los peces mosquito incluyeron detenerse en su lugar, un aumento en el nivel de sospecha hacia espacios desconocidos y no explorados, y patrones de natación erráticos.

Otra área en la que se centraron los investigadores fue en los parámetros fisiológicos de la respuesta al estrés. Medían a los peces cada semana para rastrear cualquier cambio en el peso o la longitud. Cuando un pez disminuye de peso, puede ser una respuesta a los depredadores, y causa una disminución en las reservas de energía. Estos peces no pueden sobrevivir durante tanto tiempo y no tienen la misma cantidad de energía para dedicar a la reproducción.

Cada vez que el pez robótico de lubina de boca grande simulaba un comportamiento agresivo al nadar en patrones de ataque, se midieron los niveles más altos de respuestas de estrés comportamental y fisiológico entre los peces mosquito.

“Se necesitan más estudios para determinar si estos efectos se traducen en poblaciones silvestres, pero esta es una demostración concreta del potencial de la robótica para resolver el problema del pez mosquito”, dijo Giovanni Polverino, becario Forrest en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Australia Occidental y autor principal del artículo. “Tenemos mucho más trabajo en marcha entre nuestras escuelas para establecer nuevas herramientas efectivas para combatir la propagación de especies invasoras”.

El Laboratorio de Sistemas Dinámicos, dirigido por Porfiri, a menudo utiliza robots biomiméticos con peces vivos para estudiar el comportamiento animal colectivo. Estos comportamientos incluyen preferencias de apareamiento y liderazgo. Otra ventaja de esta tecnología es que reduce la necesidad de utilizar animales vivos para experimentos.

Estos desarrollos son otro ejemplo de cómo la robótica se está introduciendo en todos los aspectos de la sociedad y el medio ambiente. No es difícil imaginar un futuro en el que tengamos peces robóticos, dedicados a ciertas tareas y controlados por inteligencia artificial, viviendo en nuestro entorno con especies vivas.