Ingeniører designer roboter for å bekjempe invaderende fisk

Et team av forskere har designet en robot som skremmer vekk den invaderende myggfisken, som biter av halen på ferskvannsfisk og paddelar for å spise eggene deres. Den nye studien demonstrerer hvordan frykt kan endre atferd, fysiologi og fruktbarhet hos myggfisken, og det kan ha store implikasjoner i kampen mot invaderende arter. 

Studien ble publisert den 16. desember i tidsskriftet iScience.

Trekker inspirasjon fra naturlig predator

Det internasjonale teamet består av biologer og ingeniører fra Australia, USA og Italia. De så på largemouth-bassen, som er myggfiskens naturlige predator, for å trekke inspirasjon for de nye robotene. 

Teamet designet en robotfisk som etterligner utseendet og simulerer bevegelsene til largemouth-bassen. Med hjelp av datavisjon kan roboten slå til når den identifiserer en myggfisk som nærmer seg paddelar. Den invaderende arten viser da fryktfulle atferder og stress før den opplever vekttap, endringer i kroppens form og en reduksjon i fruktbarhet. 

Giovanni Polverino er fra University of Western Australia og første forfatter av forskningen.

“Myggfisken er en av de 100 verste invaderende artene i verden, og nåværende metoder for å utrydde den er for dyre og tidskrevende for å effektivt motvirke dens spredning,” sier Polverino. “Dette globale skadedyret er en alvorlig trussel mot mange akvatiske dyr. I stedet for å drepe dem en etter en, presenterer vi en tilnærming som kan informere bedre strategier for å kontrollere dette globale skadedyret. Vi gjorde deres verste mareritt til virkelighet: en robot som skremmer myggfisken, men ikke andre dyr rundt den.”

Når myggfisken var i nærvær av robotfisken, holdt den seg nærmere hverandre og valgte å holde seg i sentrum av testområdet. De var redd for å gå inn i ukjente farvann. De svømte også med mer hyppige og skarpe vendinger sammenlignet med de som ikke møtte roboten. 

Frykt som varer

Når den invaderende arten endelig kom seg vekk fra roboten, fortsatte den å vise frykt. Den var mindre aktiv, spiste mer mat og frøs lengre, og viste tegn på angst i uker etter siste møte med roboten. 

Robotfisken forbedret også utsiktene for paddelarene som myggfisken tar sikte på. Den invaderende arten er et visuelt dyr, som observerer omgivelsene gjennom øynene, mens paddelarene har dårlig syn og sliter med å se roboten. 

“Vi forventet at roboten skulle ha nøytrale effekter på paddelarene, men dette var ikke tilfelle,” sier Polverino. 

Siden robotene påvirkte atferden til myggfisken, var paddelarene mer villige til å gå utenfor testområdet. 

“Det viste seg å være en positiv ting for paddelarene. Når de en gang var fri fra faren med myggfisken rundt, var de ikke lenger redd. De er glade,” fortsatte Polverino.

Etter fem uker med eksperimenter, fant forskerne at fiskene allokerer mer energi til å flykte enn å formeere. Kroppene til hannfiskene ble tynnere, og halene deres ble sterkere for å svømme raskere. 

Maurizo Porfiri fra New York University er seniorforfatter av forskningen.

“Selv om den var suksessfull i å forpurre myggfisken, er laboratorie-dyrket robotfisk ikke klar til å bli sluppet ut i villmarken,” sier Porfiri. 

Teamet vil nå prøve å overvinne tekniske utfordringer og teste metoden på små, klare bassenger i Australia. 

“Invaderende arter er et enormt problem verden over og er den andre årsaken til tap av biodiversitet,” sier Polverino. “Heldigvis vil vår tilnærming med å bruke robotikk til å avsløre svakhetene til et usedvanlig suksessfullt skadedyr åpne døren til å forbedre våre biokontrollpraksiser og bekjempe invaderende arter. Vi er veldig spente på dette.”