Robotkalad, mis on loodud invasiivsete liikide kontrollimiseks

NYU Tandoni tehnikakool Professor Maurizio Porfiri ja tema teadlaste meeskond NYU Tandonist ja Lääne-Austraalia ülikool on näidanud, kuidas robotkalu saab kasutada maailma ühe probleemsema invasiivse liigi, sääskede vastu võitlemiseks. Invasiivsete liikide tõrje on probleem, millega tegelevad riigid üle kogu maailma ning mõned suurimad probleemid tekivad järvedes ja jõgedes. Nendes keskkondades on kaladel ja muudel liikidel tõkked, mis takistavad neil röövloomade eest põgeneda. Need biomeetriliste robotite ja loomade käitumisega tegeleva labori uued arendused võivad pakkuda lahendusi suurtele probleemidele kõikjal. 

Sääskede populatsioon on kogu maailma mageveejärvedes ja jõgedes hüppeliselt kasvanud ning põhjustavad tõsiseid probleeme kohalikele kaladele ja kahepaiksetele. Traditsiooniline sääskede tõrjumise viis on mürgiste ainete või püünisjahi kasutamine ning see on sageli ebaõnnestunud või kahjulik kohalikule elusloodusele. 

Porfiri juhitud teadlaste meeskond viis läbi katseid, et näha, kas on võimalik, et bioloogiliselt inspireeritud robotkala põhjustab sääse käitumises hirmuga seotud muutusi. Nad järeldasid, et isegi väike kokkupuude robot-suursuu bassi, sääse suurima kiskjaga, põhjustas stressireaktsioone. Seejärel vältisid nad teatud käitumist ja tegid läbi psühholoogilisi muutusi, mis olid põhjustatud energiavarude kadumisest. Need muutused olid siis kalade paljunemismäärade vähenemise võimalikuks põhjuseks. 

Artikkel avaldati ajakirjas Journal of the Royal Society liides. Selle pealkiri on "Sääskede käitumuslikud ja eluloolised reaktsioonid bioloogiliselt inspireeritud ja interaktiivsetele robotkiskjatele. " 

"Meie teadmiste kohaselt on see esimene uuring, mis kasutab roboteid selles invasiivses liigis hirmureaktsioonide esilekutsumiseks," ütles Porfiri. "Tulemused näitavad, et robotkalal, mis jäljendab täpselt suuresuulise bassi ujumismustreid ja visuaalset välimust, on laboritingimustes võimas ja püsiv mõju sääskedele."

Katsetes eksponeeriti sääserühmi 15 minutiks robotliku suuresuulise bassi kätte. Seda juhtus nädalas kokku kuus nädalat järjest. Iga seanss hõlmas robot-bassi erinevat käitumist. Mõnes katses programmeeriti robotkala nii, et see andis reaalajas tagasisidet ja jäljendas röövellikku käitumist, ujudes suurema kiirusega. Seejärel analüüsisid teadlased andmeid ja leidsid seoseid roboti biomimikri taseme ja elusa sääskede stressitaseme vahel. Mõned sääskede hirmuga seotud käitumisviisid hõlmasid paigal peatumist, suurenenud kahtlustamist tundmatute ja uurimata ruumide suhtes ning ebakorrapäraseid ujumismustreid. 

Teine valdkond, millele teadlased keskendusid, olid stressireaktsiooni füsioloogilised parameetrid. Nad mõõtsid kalu igal nädalal, et jälgida kaalu või pikkuse muutusi. Kui kala kaal väheneb, võib see olla reaktsioon röövloomadele ja see põhjustab väiksemaid energiavarusid. Need kalad ei suuda nii kaua ellu jääda ja neil pole sama palju energiat, mida paljunemiseks pühendada. 

Iga kord, kui robotbass jäljendas rünnakumustrites ujumise agressiivset käitumist, mõõdeti sääskede seas kõige kõrgemaid käitumuslikke ja füsioloogilisi stressireaktsioone. 

"Vaja on täiendavaid uuringuid, et teha kindlaks, kas need mõjud väljenduvad metsikutes populatsioonides, kuid see on konkreetne näide robootika potentsiaalist sääskede probleemi lahendamisel," ütles Giovanni Polverino, Metsa ülikooli bioloogiateaduste osakonna teadur. Lääne-Austraalia ja töö juhtiv autor. "Meil on koolide vahel palju tööd, et luua uusi tõhusaid vahendeid invasiivsete liikide leviku vastu võitlemiseks."

Porfiri juhitav dünaamiliste süsteemide laboratoorium kasutab loomade kollektiivse käitumise uurimiseks sageli elusate kaladega biomimeetilisi roboteid. Need käitumisviisid hõlmavad paaritumiseelistusi ja juhtimist. Selle tehnoloogia eeliseks on ka see, et see vähendab vajadust kasutada katsetes elusloomi. 

Need arengud on järjekordne näide sellest, kuidas robootika jõuab ühiskonna ja keskkonna igasse aspekti. Pole raske ette mõelda hetkeni, kus meie keskkonnas elavad elusate liikidega robotkalad, kes on pühendunud teatud ülesannetele ja mida juhib tehisintellekt.