Robotiskas zivis, kas izveidotas, lai kontrolētu invazīvās sugas

NYU Tandonas inženierzinātņu skola Profesors Maurizio Porfiri un viņa pētnieku komanda no NYU Tandon un Rietumaustrālijas Universitāte ir parādījuši, kā robotas zivis var izmantot, lai cīnītos pret vienu no problemātiskākajām invazīvām sugām pasaulē - odu zivīm. Invazīvo sugu kontrole ir problēma, ar kuru nodarbojas valstis visā pasaulē, un dažas no lielākajām problēmām rodas ezeros un upēs. Tieši šajās vidēs zivīm un citām sugām ir šķēršļi, kas neļauj tām izbēgt no plēsējiem. Šie jaunie sasniegumi no laboratorijas, kas nodarbojas ar biometriskajiem robotiem un dzīvnieku uzvedību, var sniegt risinājumus lielām problēmām visur. 

Odu populācija ir strauji pieaugusi saldūdens ezeros un upēs visā pasaulē, un tie rada nopietnas problēmas vietējām zivju un abinieku sugām. Tradicionālais moskītu apkarošanas veids ir ar toksiskām vielām vai slazdošanu, un tas daudzkārt ir neveiksmīgs vai kaitīgs vietējai savvaļas dzīvniekiem. 

Porfiri vadītā pētnieku komanda veica eksperimentus, lai noskaidrotu, vai bioloģiski iedvesmota robotu zivs spēj izraisīt ar bailēm saistītas izmaiņas moskītu uzvedībā. Viņi secināja, ka pat neliela iedarbība uz robotizēto lielo muti, moskītu lielāko plēsēju, izraisīja stresa reakcijas. Pēc tam viņi izvairījās no noteiktas uzvedības un piedzīvoja psiholoģiskas izmaiņas, ko izraisīja enerģijas rezervju zudums. Šīs izmaiņas pēc tam bija iespējamais iemesls zivju reprodukcijas ātruma samazināšanos. 

Raksts tika publicēts Journal of the Karaliskās biedrības interfeiss. Tā nosaukums ir "Moskītu uzvedības un dzīves vēstures reakcija uz bioloģiski iedvesmotiem un interaktīviem robotu plēsējiem. " 

"Cik mums ir zināms, šis ir pirmais pētījums, kurā izmantoti roboti, lai izraisītu bailes šajā invazīvā sugā," sacīja Porfiri. "Rezultāti liecina, ka robotzivīm, kas cieši atkārto lielās asara peldēšanas modeļus un vizuālo izskatu, laboratorijas apstākļos ir spēcīga, ilgstoša ietekme uz odiem."

Eksperimenti ietvēra odu grupu pakļaušanu robotizētam lielas mutes basa iedarbībai uz 15 minūtēm. Tas notika nedēļā kopumā sešas nedēļas pēc kārtas. Katra sesija ietvēra atšķirīgu robota basa uzvedību. Dažos izmēģinājumos robotu zivs tika ieprogrammēta tā, lai tā sniegtu reāllaika atgriezenisko saiti, un tā atdarināja plēsīgo uzvedību, peldot ar lielāku ātrumu. Pēc tam pētnieki analizēja datus un atklāja saikni starp robota biomīmikas pakāpi un dzīvo moskītu stresa līmeni. Dažas ar bailēm saistītās uzvedības, ko demonstrēja odu zivis, ietvēra apstāšanās vietā, paaugstinātu aizdomu līmeni par nepazīstamām un neizpētītām telpām un neregulārus peldēšanas paradumus. 

Vēl viena joma, uz kuru pētnieki koncentrējās, bija stresa reakcijas fizioloģiskie parametri. Viņi katru nedēļu mērīja zivis, lai izsekotu svara vai garuma izmaiņām. Kad zivs svars samazinās, tā var būt atbilde uz plēsējiem, un tas izraisa mazākas enerģijas rezerves. Šīs zivis nespēj izdzīvot tik ilgi, un tām nav tikpat daudz enerģijas, ko veltīt reprodukcijai. 

Ikreiz, kad robotizētais bass atdarināja agresīvo peldēšanas uzvedību uzbrukuma modeļos, visaugstākais uzvedības un fizioloģiskā stresa reakcijas līmenis tika izmērīts moskītu vidū. 

"Ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai noteiktu, vai šie efekti izpaužas savvaļas populācijās, taču tas ir konkrēts pierādījums robotu potenciālam, lai atrisinātu moskītu problēmu," sacīja Džovanni Polverino, Forrest stipendiāts no Bioloģijas zinātņu katedras Universitātē. Rietumaustrālija un darba vadošais autors. "Mums ir daudz vairāk darba starp mūsu skolām, lai izveidotu jaunus, efektīvus rīkus invazīvo sugu izplatības apkarošanai."

Dinamisko sistēmu laboratorija, ko vada Porfiri, bieži izmanto biomimētiskos robotus ar dzīvām zivīm, lai pētītu kolektīvo dzīvnieku uzvedību. Šī uzvedība ietver pārošanās preferences un vadību. Vēl viens šīs tehnoloģijas ieguvums ir tas, ka tā samazina nepieciešamību eksperimentiem izmantot dzīvus dzīvniekus. 

Šie notikumi ir vēl viens piemērs tam, kā robotika iekļūst visos sabiedrības un vides aspektos. Nav grūti domāt uz priekšu, līdz brīdim, kad mums ir robotas zivis, kas ir veltītas noteiktiem uzdevumiem un kuras vada mākslīgais intelekts un dzīvo mūsu vidē ar dzīvām sugām.