Insinöörit suunnittelevat roboteja invaasiokaloja vastaan

Tutkijaryhmä on suunnitellut robotin, joka ajaa pois invaasiosääski, joka puree makean veden kalojen ja sammakkoeläinten hännät syödäkseen niiden munat. Uusi tutkimus osoittaa, miten pelko voi muuttaa moskiittokalan käyttäytymistä, fysiologiaa ja hedelmällisyyttä, ja se voi olla suuri vaikutus invaasiolajien torjunnassa.

Tutkimus julkaistiin 16. joulukuuta iScience-lehdessäiScience.

Luonnonmukainen saalistaja inspiraationa

Kansainvälinen tiimi koostuu biologeista ja insinööreistä Australiasta, Yhdysvalloista ja Italiasta. He tutkivat suurisuista bassoa, joka on moskiittokalan luonnollinen saalistaja, saadakseen inspiraation uusille roboteille.

Tutkijaryhmä suunnitteli robottilohen, joka jäljittelee suurisuisten bassojen ulkonäköä ja liikkeitä. Tietokoneavusteisen näön avulla robotti voi iskeä, kun se tunnistaa moskiittokalan lähestyvän sammakkoeläintä. Invaasiolaji osoittaa pelon ja stressin merkkejä, ja se kokee painonlaskua, kehonmuodon muutoksia ja hedelmällisyyden laskua.

Giovanni Polverino on Länsi-Australian yliopistosta ja tutkimuksen ensisijainen tekijä.

“Moskiittokala on yksi maailman 100 pahimmasta invaasiolajista, ja nykyiset menetelmät sen hävittämiseksi ovat liian kalliita ja aikaa vieviä tehokkaasti torjumaan sen leviämistä”, sanoo Polverino. “Tämä globaali tuho on vakava uhka monille vesieläimille. Sen sijaan, että tapaisimme ne yksitellen, esitämme lähestymistapaa, joka voi parantaa strategioita tämän globaalin tuhon hallitsemiseksi. Teimme heidän pahimman painajaisensa todelliseksi: robotin, joka pelottaa moskiittokalaa, mutta ei muita eläimiä sen ympärillä.”

Kun moskiittokalat olivat robottilohen läsnä, ne pysyivät lähempänä toisiaan ja valitsivat pysytellä testausareenan keskellä. Ne pelkäsivät mennä tuntemattomiin vesien. Ne myös uivat useammin ja terävämmin kuin ne, jotka eivät kohtaa robottia.

Pelko, joka kestää

Kun invaasiolaji viimein pääsi pois robotilta, se jatkoi pelon osoittamista. Ne olivat vähemmän aktiivisia, söivät enemmän ruokaa ja jäätyivät pidempään, osoittaen ahdistuksen merkkejä useiden viikkojen ajan viimeisen kohtaamisen jälkeen robotin kanssa.

Robottilohi paransi myös sammakkoeläinten, joita moskiittokala kohdistaa, näkymää. Invaasiolaji on visuaalinen eläin, joka tarkkailee ympäristöään silmin, kun taas sammakkoeläimillä on heikko näkökyky ja ne kamppailevat nähdäkseen robotin.

“Olemme odottaneet, että robotti ei vaikuta sammakkoeläimiin”, sanoo Polverino.

Koska robotit vaikuttivat moskiittokalojen käyttäytymiseen, sammakkoeläimet olivat valmiimpia menemään testausalueen ulkopuolelle.

“Se osoittautui positiiviseksi asiaksi sammakkoeläimille. Kun ne vapautuivat moskiittokalojen vaarasta, ne eivät olleet enää pelossa. Ne ovat onnellisia”, jatkoi Polverino.

Viiden viikon kokeiden jälkeen tutkijat totesivat, että kalat käyttivät enemmän energiaa pakoon kuin lisääntymiseen. Urosten ruumiit muuttuivat ohueksi ja niiden pyrstöt vahvistuivat uida nopeammin.

Maurizo Porfiri New Yorkin yliopistosta on tutkimuksen vanhempi tekijä.

“Vaikka laboratoriossa kasvatetut robottilohet onnistuivat estämään moskiittokaloja, ne eivät ole valmiit vapautettaviksi luontoon”, sanoo Porfiri.

Tutkijaryhmä aikoo nyt ratkaista tekniset haasteet ja testata menetelmää Australian pienissä, selkeissä altaissa.

“Invaasiolajit ovat valtava ongelma maailmanlaajuisesti ja ne ovat toinen syy biodiversiteetin menetykselle”, sanoo Polverino. “Toivomme, että lähestymistapamme, jossa käytetään robottiikkaa paljastamaan tämän erittäin onnistuneen tuhon heikkoudet, avaa oven parempien biohallintamenetelmien kehittämiseksi ja invaasiolajien torjunnaksi. Olemme erittäin innoissamme tästä.”