Peștele robotizat creat pentru a controla speciile invazive

Școala de Inginerie NYU Tandon Profesorul Maurizio Porfiri și echipa sa de cercetători de la NYU Tandon și Universitatea din Australia de Vest au demonstrat cum peștii robotici pot fi folosiți pentru a lupta împotriva uneia dintre cele mai problematice specii invazive din lume, peștele țânțar. Controlul speciilor invazive este o problemă cu care se confruntă țările din întreaga lume, iar unele dintre cele mai mari probleme apar în lacuri și râuri. Este în aceste medii în care peștii și alte specii au bariere care îi împiedică să scape de prădători. Aceste noi dezvoltări, de la laboratorul care se ocupă cu roboții biometrici și comportamentul animalelor, pot oferi soluții la probleme mari de pretutindeni. 

Populația de pești țânțari a crescut în toată lacurile și râurile de apă dulce din întreaga lume și provoacă probleme serioase pentru speciile native de pești și amfibieni. Modul tradițional de a controla peștele țânțar este prin substanțe toxice sau prin capcane și de multe ori este nereușit sau dăunător vieții sălbatice locale. 

Echipa de cercetători condusă de Porfiri a efectuat experimente pentru a vedea dacă este posibil ca un pește robot inspirat biologic să provoace schimbări legate de frică în comportamentul peștelui țânțar. Ceea ce au ajuns la concluzia a fost că chiar și o cantitate mică de expunere la bibanul robotizat, cel mai mare prădător al peștilor țânțari, a provocat răspunsuri la stres. Au evitat apoi anumite comportamente și au suferit modificări psihologice cauzate de pierderea rezervelor de energie. Aceste schimbări au fost atunci posibilul motiv pentru o reducere a ratelor de reproducere în rândul peștilor. 

Lucrarea a fost publicată în Journal of the Interfața Societății Regale. Se intitulează „Răspunsurile comportamentale și ale istoriei vieții ale peștilor țânțari la prădătorii robotici interactivi și inspirați biologic. " 

„Din câte știm, acesta este primul studiu care folosește roboți pentru a evoca răspunsuri de frică la această specie invazivă”, a spus Porfiri. „Rezultatele arată că un pește robot care reproduce îndeaproape modelele de înot și aspectul vizual al basului de gură mare are un impact puternic și de durată asupra peștilor țânțari în laborator.”

Experimentele au implicat expunerea unor grupuri de pești țânțari la un bas robotizat pentru o perioadă de 15 minute. Acest lucru s-a întâmplat pe săptămână pentru un total de șase săptămâni consecutive. Fiecare sesiune a implicat un comportament diferit manifestat de basul robotizat. În unele dintre studii, peștele robot a fost programat astfel încât să ofere feedback în timp real și să mimeze comportamentul prădător înotând cu o viteză mai mare. Cercetătorii au analizat apoi datele și au găsit legături între gradul de biomimetism al robotului și nivelul de stres al peștilor țânțari viu. Unele dintre comportamentele legate de frică pe care le-a prezentat țânțarul includ oprirea pe loc, un nivel crescut de suspiciune pentru spațiile nefamiliare și neexplorate și modele de înot neregulate. 

Un alt domeniu pe care s-au concentrat cercetătorii au fost parametrii fiziologici ai răspunsului la stres. Ei au măsurat peștele în fiecare săptămână pentru a urmări orice modificări ale greutății sau lungimii. Când un pește scade în greutate, poate fi un răspuns la prădători și provoacă rezerve de energie mai scăzute. Acești pești nu sunt capabili să supraviețuiască atât de mult și nu au aceeași cantitate de energie pe care să o dedice reproducerii. 

Ori de câte ori basul robotizat a imitat comportamentul agresiv al înotului în modele de atac, cele mai înalte niveluri de răspunsuri la stres comportamental și fiziologic au fost măsurate în rândul peștilor țânțari. 

„Sunt necesare studii suplimentare pentru a determina dacă aceste efecte se traduc la populațiile sălbatice, dar aceasta este o demonstrație concretă a potențialului roboticii de a rezolva problema peștilor țânțari”, a spus Giovanni Polverino, Fellow Forrest în Departamentul de Științe Biologice de la Universitatea din Australia de Vest și autorul principal al lucrării. „Avem mult mai mult de lucru între școlile noastre pentru a stabili instrumente noi și eficiente pentru a combate răspândirea speciilor invazive.”

Laboratorul de sisteme dinamice, condus de Porfiri, folosește adesea roboți biomimetici cu pești vii pentru a studia comportamentul colectiv al animalelor. Aceste comportamente includ preferințele de împerechere și conducerea. Un alt beneficiu al acestei tehnologii este că reduce nevoia de a folosi animale vii pentru experimente. 

Aceste evoluții sunt încă un exemplu de robotică care își face loc în fiecare aspect al societății și al mediului. Nu este greu să ne gândim la un punct în care avem pești roboti, dedicați anumitor sarcini și conduși de inteligență artificială, care trăiesc în mediul nostru cu specii vii.