Pești robotizați creați 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 Western Australia au demonstrat cum peștii robotizați pot fi utilizați 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. În aceste medii, peștii și alte specii au bariere care îi împiedică să scape de prădători. Aceste noi dezvoltări, din laboratorul care se ocupă de roboți biometrici și comportamentul animalelor, pot oferi soluții pentru probleme mari în orice parte.

Populația de pești țânțari a crescut în lacurile și râurile de apă dulce din întreaga lume și cauzează probleme grave pentru peștii și amfibienii autohtoni. Metoda tradițională de control a peștilor țânțari este prin toxicanți sau prin capcane, și de multe ori este ineficientă sau dăunătoare pentru fauna locală.

Echipa de cercetători condusă de Porfiri a efectuat experimente pentru a vedea dacă este posibil ca un pește robotic inspirat biologic să provoace schimbări în comportamentul peștilor țânțari. Ceea ce au concluzionat a fost că chiar și o expunere mică la un pește robotic de bază, cel mai mare prădător al peștilor țânțari, a provocat răspunsuri de stres. Apoi, peștii țânțari au evitat anumite comportamente și au suferit schimbări psihologice cauzate de pierderea rezervelor de energie. Aceste schimbări au fost apoi motivul posibil pentru o reducere a ratei de reproducere a peștilor.

Articolul a fost publicat în Jurnalul Royal Society Interface. Este intitulat „Răspunsuri comportamentale și de istorie a vieții ale peștilor țânțari la prădători robotici biologic inspirați și interactivi.”

“După cunoștințele noastre, aceasta este prima studiu care utilizează roboți pentru a provoca răspunsuri de frică la această specie invazivă”, a spus Porfiri. “Rezultatele arată că un pește robotic care replică îndeaproape modelele de înot și aspectul vizual al peștelui de bază are un impact puternic și de durată asupra peștilor țânțari în mediul de laborator.”

Experimentele au implicat expunerea unor grupuri de pești țânțari la un pește robotic de bază timp de 15 minute. Acest lucru s-a întâmplat o dată pe săptămână, timp de șase săptămâni consecutive. Fiecare sesiune a implicat un comportament diferit al peștelui robotic. În unele dintre încercări, peștele robotic a fost programat să ofere feedback în timp real și a imitat comportamentul prădătorului prin înotarea la o viteză mai mare. Cercetătorii au analizat apoi datele și au găsit legături între gradul de biomimetism al robotului și nivelurile de stres ale peștilor țânțari vii. Unele dintre comportamentele de frică pe care peștii țânțari le-au arătat au inclus oprirea în loc, o creștere a suspiciunii față de spațiile nefamiliare și neexplorate și modele de înot haotice.

O altă zonă pe care cercetătorii au concentrat-o a fost parametrii fiziologici ai răspunsului de stres. Ei au măsurat peștii în fiecare săptămână pentru a urmări orice schimbări în greutate sau lungime. Când un pește scade în greutate, poate fi un răspuns la prădători, și provoacă o scădere a rezervelor de energie. Acești pești nu pot supraviețui atât de mult timp și nu au aceeași cantitate de energie pentru a dedica reproducerii.

Oricând peștele robotic a imitat comportamentul agresiv de înot în modele de atac, au fost măsurate cele mai mari niveluri de răspunsuri de stres comportamental și fiziologic printre peștii țânțari.

“Sunt necesare studii suplimentare pentru a determina dacă aceste efecte se traduc în populații sălbatice, dar acesta este un exemplu concret al potențialului roboților de a rezolva problema peștilor țânțari”, a spus Giovanni Polverino, bursier Forrest în Departamentul de Științe Biologice de la Universitatea din Western Australia și autorul principal al articolului. “Avem mult mai multe lucrări în desfășurare între școlile noastre pentru a stabili noi instrumente eficiente pentru a combate răspândirea speciilor invazive.”

Laboratorul de Sisteme Dinamice, condus de Porfiri, utilizează adesea roboți biomimetici cu pești vii pentru a studia comportamentul colectiv al animalelor. Aceste comportamente includ preferințele de împerechere și leadership. Un alt beneficiu al acestei tehnologii este că reduce nevoia de a utiliza animale vii pentru experimente.

Aceste dezvoltări sunt încă un exemplu al modului în care roboții pătrund în fiecare aspect al societății și mediului. Nu este greu de imaginat un moment în care vom avea pești robotizați, dedicați unor sarcini specifice și controlați de inteligență artificială, trăind în mediul nostru împreună cu specii vii.