Insinöörit suunnittelevat robotteja invasiivisten kalojen torjuntaan

Tutkijaryhmä on suunnitellut robotin, joka pelottaa invasiivisia hyttysiä, jotka purevat pois makean veden kalojen ja nuijapäiden hännän syödäkseen niiden munia. Uusi tutkimus osoittaa, kuinka pelko voi muuttaa hyttysen käyttäytymistä, fysiologiaa ja hedelmällisyyttä, ja sillä voi olla suuria vaikutuksia taistelussa invasiivisia lajeja vastaan. 

Tutkimus julkaistiin lehdessä 16. joulukuuta iScience.

Inspiraatiota Natural Predatorista

Kansainvälinen tiimi koostuu biologeista ja insinööreistä Australiasta, Yhdysvalloista ja Italiasta. He katsoivat isosuuahven, joka on hyttyskalan luonnollinen saalistaja, saadakseen inspiraatiota uusille roboteille. 

Tiimi suunnitteli robottikalan, joka jäljittelee isoahven ulkonäköä ja liikkeitä. Tietokonenäön avulla robotti voi iskeä, kun se tunnistaa nuijapäitä lähestyvän hyttyskalan. Invasiiviset lajit osoittavat sitten pelottavaa käyttäytymistä ja stressiä ennen kuin he kokevat painonpudotusta, kehon muodon muutoksia ja hedelmällisyyden heikkenemistä. 

Giovanni Polverino on Länsi-Australian yliopistosta ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja.

"Hyönteiskala on yksi maailman sadasta pahimmasta invasiivisesta lajista, ja nykyiset menetelmät sen hävittämiseksi ovat liian kalliita ja aikaa vieviä, jotta sen leviämistä voidaan verrata tehokkaasti", sanoo ensimmäinen Polverino. "Tämä globaali tuholainen on vakava uhka monille vesieläimille. Sen sijaan, että tappaisimme ne yksitellen, esittelemme lähestymistavan, joka voi tarjota parempia strategioita tämän maailmanlaajuisen tuholaisen torjuntaan. Teimme heidän pahimman painajaisensa todeksi: robotin, joka pelottaa hyttysiä, mutta ei muita sen ympärillä olevia eläimiä."

Kun hyttyset olivat robottikalojen läsnä ollessa, edellinen pysyi lähempänä toisiaan ja päätti pysyä testausareenan keskellä. He pelkäsivät menevänsä kartoittamattomille vesille. He myös uivat useammin ja jyrkemmillä käännöksillä verrattuna niihin, joita robotti ei kohdannut. 

Pelko, joka kestää

Kun invasiiviset lajit pääsivät lopulta eroon robotista, he jatkoivat pelkoa. He olivat vähemmän aktiivisia, söivät enemmän ruokaa ja jäätyivät pidempään, mikä osoitti ahdistuksen merkkejä viikkojen ajan viimeisen kohtaamisensa jälkeen robotin kanssa. 

Robottikala paransi myös hyttysen kohteena olevien nuijapäiden näkymiä. Invasiivinen laji on visuaalinen eläin, joka tarkkailee ympäristöä silmiensä kautta, kun taas nuijapäillä on huono näkö ja heillä on vaikeuksia nähdä robotti. 

"Odotimme, että robotilla on neutraaleja vaikutuksia nuijapäihin, mutta näin ei käynyt", Polverino sanoo. 

Koska robotit vaikuttivat hyttysen käyttäytymiseen, nuijapäiset olivat halukkaampia lähtemään testausalueen ulkopuolelle. 

"Se osoittautui positiiviseksi asiaksi nuijapäille. Kun he vapautuivat hyttyskalojen vaarasta, he eivät enää pelänneet. He ovat onnellisia”, Polverino jatkoi.

Viiden viikon kokeiden jälkeen tutkijat havaitsivat, että kalat käyttivät enemmän energiaa pakenemiseen kuin lisääntymiseen. Uroskalojen rungot ohenivat ja heidän häntänsä vahvistivat uidakseen pois nopeammin. 

Maurizo Porfiri New Yorkin yliopistosta on tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

"Vaikka laboratoriossa kasvatettu robottikala onnistuu estämään hyttyset, se ei ole valmis päästämään luontoon", Porfiri sanoo. 

Tiimi pyrkii nyt voittamaan tekniset haasteet ja testaamaan menetelmää pienissä, kirkkaissa altaissa Australiassa. 

"Invasiiviset lajit ovat valtava ongelma maailmanlaajuisesti ja toinen syy biologisen monimuotoisuuden vähenemiseen", Polverino sanoo. "Toivottavasti lähestymistapamme käyttää robotiikkaa paljastamaan uskomattoman menestyneen tuholaisen heikkoudet avaa oven parantamaan biotorjuntakäytäntöjämme ja torjumaan invasiivisia lajeja. Olemme erittäin innoissamme tästä.”