엔지니어들, 침입성 어류 퇴치를 위한 로봇 설계

연구팀은 민물고기와 올챙이의 꼬리를 물어뜯고 알을 먹는 외래어종 모스키토피시(mosquitofish)를 쫓아내는 로봇을 설계했습니다. 새로운 연구는 모스키토피시의 행동, 생리, 생식에 미치는 공포의 영향을 보여주고 있으며, 외래어종과의 싸움에서 큰 의미를 갖고 있습니다.

이 연구는 12월 16일 iScience 저널에 발표되었습니다.

자연의 천적에서 영감을 얻다

국제 연구팀은 오스트레일리아, 미국, 이탈리아의 생물학자와 엔지니어들로 구성되어 있습니다. 그들은 모스키토피시의 자연적 천적인 큰입배스를 연구하여 새로운 로봇의 설계에 영감을 얻었습니다.

연구팀은 큰입배스의 모양과 움직임을 모방하는 로봇 물고기를 설계했습니다. 컴퓨터 비전을 이용하여 로봇은 모스키토피시가 올챙이에게 접근하는 것을 감지하고 공격할 수 있습니다. 외래어종은 공포의 행동과 스트레스를 보여주며, 체중 감소, 몸의 변화, 생식력 감소 등을 경험합니다.

조반니 폴베리노는 웨스턴 오스트레일리아 대학교의 연구원이며, 이 연구의 첫 저자입니다.

“모스키토피시는 세계에서 가장 심각한 100가지 외래어종 중 하나입니다. 현재의 방법으로는 너무 비싸고 시간이 많이 걸려서 효과적으로 제거할 수 없습니다.” 폴베리노는 말합니다. “이 글로벌 문제는 수많은 수생 동물에게 심각한 위협입니다. 하나씩 죽이는 대신, 우리는 이 글로벌 문제를 해결하는 더 나은 전략을 제시하고 있습니다. 우리는 모스키토피시의 최악의 악몽을 현실로 만들어냅니다: 모스키토피시를 겁주지만 주변의 다른 동물들은 겁주지 않는 로봇입니다.”

모스키토피시가 로봇과 함께 있을 때, 그들은 서로 더 가까이 붙어있고 테스트 장소의 중심부에 머물렀습니다. 그들은 미지의 물로 들어가는 것을 두려워했습니다. 또한 로봇을 만나지 않은 것보다 더 자주, 더 급격하게 방향을 바꾸며 헤엄쳤습니다.

지속되는 공포

로봇에서 벗어난 후에도, 외래어종은 계속해서 공포를 보여주었습니다. 그들은 덜 활동적이었고, 더 많은 음식을 섭취했으며, 더 오래 동안 움직이지 않고 가만히 있었습니다. 이는 로봇과의 마지막 만남 후 수 주 동안 계속되는 불안의 징조였습니다.

로봇 물고기는 또한 모스키토피시가 표적하는 올챙이들의 상황을 개선했습니다. 외래어종은 시각적 동물로, 눈으로 주변을 살피며, 올챙이들은 시력이 좋지 않아 로봇을 잘 보지 못합니다.

“우리는 로봇이 올챙이들에게 좋지도 나쁘지도 않은 영향을 미칠 것이라고 예상했습니다. 그러나 그렇지 않았습니다.” 폴베리노는 말합니다.

모스키토피시의 행동에 영향을 미친 로봇으로 인해, 올챙이들은 더 기꺼이 테스트 장소 밖으로 나왔습니다.

“모스키토피시가 주변에 있다는 위험에서 벗어나자 올챙이들은 더 이상 두려워하지 않았습니다. 올챙이들에게 좋은 일이었고, 이제 행복합니다.” 폴베리노는 계속합니다.

5주간의 실험 후, 연구자들은 물고기가 탈출에 더 많은 에너지를 할애했으며, 번식에는 덜 집중했다는 것을 발견했습니다. 수컷 물고기의 몸은 더 가늘어지고, 꼬리는 더 강해져서 빠르게 헤엄칠 수 있었습니다.

뉴욕 대학교의 마우리조 포르피리는 이 연구의 선임 저자입니다.

“모스키토피시를 성공적으로 물리친 로봇 물고기는 아직 야생에서 사용할 준비가 되지 않았습니다.” 포르피리는 말합니다.

연구팀은 기술적인 문제를 해결하고 오스트레일리아의 작고 물이 맑은 연못에서 이 방법을 테스트할 계획입니다.

“외래어종은 세계적인 문제이며, 생물 다양성 손실의 두 번째 원인입니다.” 폴베리노는 말합니다. “로봇을 이용하여 외래어종의 약점을 드러내는 우리의 접근법이 생물학적 방제 방법을 개선하고 외래어종을 물리치는 문을 열어줄 수 있기를 바랍니다. 우리는 매우 흥분됩니다.”