エンジニアが外来魚と戦うロボットを設計する

研究チームは、ロボットを設計しました。ロボットは外来のモスキートフィッシュを追い払います。モスキートフィッシュは、淡水魚やオタマジャクシの尾を切り取って卵を食べます。新しい研究は、モスキートフィッシュの行動、生理、繁殖に影響を与える恐怖を示しています。これは、外来種との戦いにおいて大きな影響を与える可能性があります。

この研究は、12月16日にiScienceジャーナルに掲載されました。
iScience.

自然の天敵からインスピレーションを得る

国際チームは、オーストラリア、米国、イタリアの生物学者とエンジニアで構成されています。彼らは、モスキートフィッシュの自然の天敵であるラージマウスバスを調べて、新しいロボットのインスピレーションを得ました。

チームは、ラージマウスバスの外見と動きを模倣するロボットフィッシュを設計しました。コンピュータビジョンの助けを借りて、ロボットはモスキートフィッシュがオタマジャクシに近づくことを検知して反応します。外来種は、恐怖の行動やストレスを示し、体重減少、体形の変化、繁殖能力の低下を経験します。

ジョヴァンニ・ポルヴェリーノは、ウェスタンオーストラリア大学出身で、この研究の第一著者です。

「モスキートフィッシュは、世界で最も悪い100の外来種の一つであり、現在の駆除方法は時間がかかりすぎて、広がりを効果的に食い止めることができない」とポルヴェリーノは述べています。「この世界的な害虫は、多くの水生動物に深刻な脅威を与えています。個別に駆除するのではなく、より良い戦略を開発するためのアプローチを提示しています。私たちは、彼らの最悪の悪夢を現実にしました。モスキートフィッシュを怖がらせるロボットですが、周囲の他の動物には影響を与えません。」

モスキートフィッシュがロボットフィッシュの存在下にあると、彼らは互いに近づき、テストエリアの中央に留まることを選びました。未知の領域に入ることを恐れ、ロボットに遭遇しなかったものよりも、より頻繁に鋭いターンで泳ぎました。

長続く恐怖

モスキートフィッシュがロボットから離れた後も、恐怖の行動を示しました。活動レベルが低下し、より多くの食物を消費し、ロボットとの最後の遭遇から数週間後に凍結しました。

ロボットフィッシュは、モスキートフィッシュが標的とするオタマジャクシの前途も改善しました。外来種は視覚的な動物であり、環境を目で調べますが、オタマジャクシは視力が悪く、ロボットを見ることができません。

「ロボットがオタマジャクシに中立的な影響を与えることを期待しましたが、実際にはそうではありませんでした」とポルヴェリーノは述べています。

モスキートフィッシュの行動にロボットが影響を与えたため、オタマジャクシはテストエリアの外に出ることをより意欲的にしました。

「モスキートフィッシュの危険から解放されたオタマジャクシは、もう怖がる必要がなくなりました。彼らは幸せです」とポルヴェリーノは続けています。

5週間の実験の後、研究者は、魚が繁殖よりも逃げることにエネルギーを割り当てていることを発見しました。雄の魚の体は細くなり、尾は強くなってより速く泳ぐことができました。

マウリッツォ・ポルフィーリは、ニューヨーク大学出身で、この研究の最終著者です。

「モスキートフィッシュを阻止することに成功したものの、ラボで作成されたロボットフィッシュはまだ野外に放出する準備ができていません」とポルフィーリは述べています。

チームは今、技術的な課題を克服し、オーストラリアの小さな透明なプールでこの方法をテストすることを目指しています。

「外来種は世界的な大きな問題であり、生物多様性の喪失の第二の原因となっています」とポルヴェリーノは述べています。「私たちのアプローチが、ロボットを使用して非常に成功した害虫の弱点を明らかにし、生物学的制御の実践を改善し、外来種と戦うための扉を開くことを願っています。私たちはこれについて非常に興奮しています。」