Инженеры разрабатывают роботов для борьбы с инвазивной рыбой

Команда исследователей разработала робота, который отпугивает инвазивную рыбку-москито, которая кусает хвосты пресноводной рыбы и головастиков, чтобы съесть их яйца. Новое исследование демонстрирует, как страх может изменить поведение, физиологию и плодовитость москито-рыбки, и это может иметь большое значение в борьбе с инвазивными видами.

Исследование было опубликовано 16 декабря в журнале iScience.

Вдохновение от природного хищника

Международная команда состоит из биологов и инженеров из Австралии, США и Италии. Они изучали большеротого окуня, который является природным хищником москито-рыбки, чтобы найти вдохновение для новых роботов.

Команда разработала роботизированную рыбку, которая имитирует внешний вид и движения большеротого окуня. С помощью компьютерного зрения робот может атаковать, когда он обнаруживает москито-рыбку, подходящую к головастикам. Инвазивный вид затем демонстрирует поведение страха и стресса, прежде чем испытывать потерю веса, изменения в форме тела и снижение плодовитости.

Джованни Полверино из Университета Западной Австралии и первый автор исследования.

“Москито-рыбка является одним из 100 худших инвазивных видов в мире, и текущие методы ее уничтожения слишком дороги и трудоемки, чтобы эффективно противостоять ее распространению”, говорит Полверино. “Этот глобальный вредитель представляет серьезную угрозу для многих водных животных. Вместо того, чтобы убивать их одного за другим, мы предлагаем подход, который может информировать лучшие стратегии контроля этого глобального вредителя. Мы сделали их худший кошмар реальным: робота, который отпугивает москито-рыбку, но не других животных вокруг нее.”

Когда москито-рыбки находились в присутствии роботизированной рыбки, они держались ближе друг к другу и предпочитали оставаться в центре тестовой арены. Они боялись выходить в неизведанные воды. Они также плавали с более частыми и резкими поворотами по сравнению с теми, которых не встретил робот.

Страх, который остается

Когда инвазивный вид наконец вырвался из-под робота, они продолжали демонстрировать страх. Они были менее активными, потребляли больше пищи и замерзали дольше, демонстрируя признаки тревоги в течение недель после последней встречи с роботом.

Роботизированная рыбка также улучшила перспективы для головастиков, на которые нацеливается москито-рыбка. Инвазивный вид является зрительным животным, осматривающим окружающую среду через свои глаза, в то время как головастики имеют плохое зрение и борются, чтобы увидеть робота.

“Мы ожидали, что робот будет иметь нейтральное влияние на головастиков, но это не было так”, говорит Полверино.

Поскольку роботы повлияли на поведение москито-рыбки, головастики были более готовы выйти за пределы тестовой зоны.

“Оказалось, что это было положительным для головастиков. Как только они были освобождены от опасности москито-рыбки, они больше не боялись. Они счастливы”, продолжил Полверино.

После пяти недель экспериментов исследователи обнаружили, что рыбы тратили больше энергии на побег, чем на размножение. Тела самцов стали тоньше, а их хвосты стали сильнее, чтобы плавать быстрее.

Маурицио Порфири из Нью-Йоркского университета является старшим автором исследования.

“Хотя робот успешно отпугивает москито-рыбку, он еще не готов к выпуску в дикую природу”, говорит Порфири.

Команда теперь будет работать над преодолением технических проблем и тестированием метода на небольших, чистых бассейнах в Австралии.

“Инвазивные виды являются огромной проблемой во всем мире и являются второй причиной потери биоразнообразия”, говорит Полверино. “Надеюсь, наш подход к использованию робототехники для раскрытия слабостей невероятно успешного вредителя откроет дверь к улучшению наших биоконтрольных практик и борьбе с инвазивными видами. Мы очень взволнованы этим.”