技術者が侵略的外来魚を追い払うロボットを設計

研究チームは、淡水魚やオタマジャクシの尾をかじり取って卵を食べる侵略的外来種のモスキートフィッシュを追い払うロボットを設計しました。この新しい研究は、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の効果を示し、外来種との戦いにおいて大きな意味を持つ可能性があります。

この研究は12月16日に iScience 誌に掲載されました。

自然の天敵からインスピレーションを得る

この国際チームは、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査し、新しいロボットの設計に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、攻撃します。外来種は恐怖の行動やストレスを示し、体重の減少、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、西オーストラリア大学の研究員であり、研究の第一著者です。

「モスキートフィッシュは、世界で最も有害な侵略的外来種100種の一つであり、現在の駆除方法は費用と時間がかかりすぎて、広がりを効果的に抑えることができません」とポルヴェリーノは述べます。「世界中に広がるこの有害種は、多くの水生動物にとって深刻な脅威です。個別に殺すのではなく、この有害種を抑えるための、よりよい戦略づくりに役立つ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。ロボットはモスキートフィッシュを怖がらせますが、周囲のほかの動物を怖がらせることはありません。」

モスキートフィッシュはロボットの存在下で、より集団的に行動し、テストエリアの中央に留まることを選びました。彼らは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個体と比べ、より頻繁に、より急激に方向を変えながら泳ぎました。

長続く恐怖

モスキートフィッシュはロボットから逃げた後も、恐怖の行動を示しました。彼らは活動レベルが低下し、食事の摂取量が増加し、長い時間動きを止めてじっとするなど、最後にロボットと遭遇してから数週間にわたって不安の兆候を示しました。

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。モスキートフィッシュは視覚的な動物であり、環境を目で調べますが、オタマジャクシの視力は悪く、ロボットをうまく見ることができません。

「私たちは、ロボットがオタマジャクシに良くも悪くも影響を及ぼさないと予想していましたが、実際はそうではありませんでした」とポルヴェリーノは述べます。

モスキートフィッシュの行動がロボットによって影響を受けたため、オタマジャクシはテストエリアの外へ以前より積極的に出るようになりました。

「結果として、オタマジャクシにとっては好ましい結果になったようです。モスキートフィッシュの危険から解放された後、オタマジャクシはもう怖がることはなくなりました。彼らは幸せです」とポルヴェリーノは続けました。

5週間の実験の後、研究者は、魚が繁殖よりも逃避に多くのエネルギーを割い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るようになりました。

マウリッツィオ・ポルフィーリは、ニューヨーク大学の研究員であり、研究のシニア著者です。

「モスキートフィッシュを阻止することに成功した実験室で開発されたこのロボットフィッシュは、まだ野外に放す準備ができていません」とポルフィーリは述べます。

チームは、技術的な課題を克服し、オーストラリアの水の澄んだ小さな池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ます。「私たちのロボットを使用して、非常にうまく広がっているこの有害種の弱点を明らかにするアプローチは、生物学的防除の手法を改善し、外来種と戦うための扉を開くことができます。私たちはこれにとても期待を寄せています。」