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 rumpetroll for å spise deres egg. 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.

Inspirert av naturlige rovdyr

Det internasjonale teamet består av biologer og ingeniører fra Australia, USA og Italia. De så på fisken largemouth bass, som er myggfiskens naturlige rovdyr, for å hente inspirasjon til de nye robotene.

Teamet designet en robotisk fisk som etterligner utseendet og simulerer bevegelsene til fisken largemouth bass. Med hjelp av datavisjon kan roboten slå til når den identifiserer en myggfisk som nærmer seg rumpetroll. 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 er 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 kunne motvirke spredningen effektivt,” sier Polverino. “Dette globale problemet er en alvorlig trussel mot mange akvatiske dyr. I stedet for å drepe dem en etter en, presenterer vi en tilnærming som kan bidra til bedre strategier for å kontrollere dette globale problemet. Vi har gjort deres verste mareritt til virkelighet: en robot som skremmer myggfisken, men ikke de andre dyrene rundt den.”

Når myggfiskene var i nærheten av robotfisken, holdt de seg tettere sammen og valgte å bli i midten av testområdet. De var redde for å svømme ut i ukjent vann. De svømte også med hyppigere 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 forble ubevegelig lenger, og viste tegn på angst i uker etter siste møte med roboten.

Den robotiske fisken forbedret også utsiktene for rumpetroll som myggfisken tar sikte på. Den invaderende arten er et visuelt dyr, som undersøker omgivelsene gjennom øynene, mens rumpetroll har dårlig syn og har vanskelig for å se roboten.

“Vi forventet at roboten ville ha en nøytral effekt på rumpetroll, men det var ikke tilfelle,” sier Polverino.

Siden roboten påvirkte atferden til myggfisken, var rumpetroll mer villige til å gå utenfor testområdet.

“Det viste seg å være en positiv ting for rumpetroll. Når de ble frigjort fra faren av å ha myggfisk rundt, var de ikke redd lenger. De er glade,” fortsatte Polverino.

Etter fem uker med eksperimenter, fant forskerne at fiskene allokkerte mer energi til å flykte enn til å formere seg. Kroppene til hannfisken ble tynnere, og halene ble sterkere for å svømme raskere.

Maurizo Porfiri fra New York University er seniorforfatter av forskningen.

“Selv om den laboratorieutviklede robotfisken var suksessfull i å forpurre myggfisken, er den ikke klar til å bli sluppet ut i villmarken,” sier Porfiri.

Teamet vil nå prøve å overvinne tekniske utfordringer og teste metoden i små bassenger med klart vann i Australia.

“Invasjon av arter er et stort problem verden over og er den andre årsaken til tap av biodiversitet,” sier Polverino. “Håper at vår tilnærming med å bruke robotikk til å avsløre svakhetene til et usedvanlig suksessfullt skadedyr vil åpne døren til å forbedre våre bio-kontrollpraksiser og bekjempe invaderende arter. Vi er svært spente på dette.”