วิศวกรออกแบบหุ่นยนต์สำหรับต่อสู้กับปลาพันธุ์รุกราน

ทีมนักวิจัยได้ออกแบบหุ่นยนต์ที่ทำให้ปลามอสคีโตฟิช (mosquitofish) ซึ่งเป็นชนิดพันธุ์รุกรานตกใจกลัว ปลาชนิดนี้กัดหางปลาในน้ำจืดและลูกอ๊อดเพื่อกินไข่ของพวกมัน การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าความกลัวสามารถเปลี่ยนพฤติกรรม สรีรวิทยา และความสามารถในการสืบพันธุ์ของปลามอสคีโตฟิช และอาจมีนัยสำคัญต่อการต่อสู้กับชนิดพันธุ์รุกราน

การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวันที่ 16 ธันวาคม ในวารสาร iScience.

การสร้างแรงบันดาลใจจากสัตว์นักล่าธรรมชาติ

ทีมงานนานาชาติประกอบด้วยนักชีววิทยาและวิศวกรจากออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา และอิตาลี พวกเขาศึกษาปลาลาร์จเมาท์แบส (largemouth bass) ซึ่งเป็นผู้ล่าตามธรรมชาติของปลามอสคีโตฟิช เพื่อใช้เป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบหุ่นยนต์

ทีมงานออกแบบปลาหุ่นยนต์ที่เลียนแบบรูปลักษณ์และการเคลื่อนไหวของปลาลาร์จเมาท์แบส ด้วยคอมพิวเตอร์วิทัศน์ หุ่นยนต์สามารถพุ่งเข้าใส่เมื่อตรวจพบปลามอสคีโตฟิชเข้าใกล้ลูกอ๊อด จากนั้นปลารุกรานจะแสดงพฤติกรรมหวาดกลัวและเครียด ตามด้วยน้ำหนักลด รูปร่างเปลี่ยน และความสามารถในการสืบพันธุ์ลดลง

Giovanni Polverino เป็นนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Western Australia และเป็นผู้เขียนคนแรกของการศึกษานี้

“ปลามอสคีโตฟิชเป็นหนึ่งใน 100 ชนิดพันธุ์รุกรานที่เลวร้ายที่สุดของโลก วิธีการกำจัดในปัจจุบันมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลามากเกินกว่าจะหยุดการแพร่กระจายได้อย่างมีประสิทธิภาพ” Polverino กล่าว “ศัตรูที่แพร่กระจายทั่วโลกชนิดนี้เป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อสัตว์น้ำหลายชนิด แทนที่จะฆ่าทีละตัว เรานำเสนอแนวทางที่อาจช่วยพัฒนากลยุทธ์ควบคุมได้ดีขึ้น เราทำให้ฝันร้ายที่สุดของพวกมันเป็นจริง นั่นคือหุ่นยนต์ที่ทำให้ปลามอสคีโตฟิชกลัว แต่ไม่ทำให้สัตว์อื่นรอบข้างกลัว”

เมื่ออยู่ต่อหน้าปลาหุ่นยนต์ ปลามอสคีโตฟิชจะรวมตัวใกล้กันและเลือกอยู่กลางพื้นที่ทดลอง พวกมันกลัวที่จะว่ายไปในน่านน้ำที่ไม่คุ้นเคย และว่ายเลี้ยวบ่อยขึ้นและหักเลี้ยวฉับพลันกว่าเมื่อเทียบกับปลาที่ไม่ได้พบหุ่นยนต์

ความกลัวที่ยังคงอยู่

เมื่อปลาหนีออกจากหุ่นยนต์ พวกมันยังคงแสดงพฤติกรรมที่กลัว พวกมันไม่ค่อยเคลื่อนที่ มีการกินอาหารมากกว่าปกติ และมีการหยุดนิ่งยาวนานขึ้น ซึ่งเป็นลักษณะของความเครียดและความกลัวที่ยังคงอยู่เป็นเวลาหลายสัปดาห์หลังจากพบกับหุ่นยนต์

ปลาหุ่นยนต์ยังช่วยให้สถานการณ์ของลูกอ๊อดที่ถูกปลามอสคีโตฟิชคุกคามดีขึ้น ปลารุกรานอาศัยการมองเห็นสำรวจสภาพแวดล้อม ส่วนลูกอ๊อดมีสายตาไม่ดีและมองเห็นหุ่นยนต์ได้ยาก

“เราคาดว่าหุ่นยนต์จะไม่ส่งผลดีหรือผลเสียต่อลูกอ๊อด แต่กลับไม่เป็นเช่นนั้น” Polverino กล่าว

เพราะหุ่นยนต์เปลี่ยนพฤติกรรมของปลามอสคีโตฟิช ลูกอ๊อดจึงกล้าออกไปนอกพื้นที่ทดลองมากขึ้น

“ผลที่เกิดขึ้นกลับเป็นประโยชน์ต่อลูกอ๊อด เมื่อพ้นจากอันตรายของปลามอสคีโตฟิชที่อยู่รอบตัว พวกมันก็ไม่กลัวอีกต่อไป พวกมันมีความสุข” Polverino กล่าวต่อ

หลังทดลองห้าสัปดาห์ นักวิจัยพบว่าปลาจัดสรรพลังงานให้การหนีมากกว่าการสืบพันธุ์ ลำตัวของปลาเพศผู้ผอมลง ส่วนหางแข็งแรงขึ้นเพื่อช่วยให้ว่ายหนีได้เร็วขึ้น

Maurizo Porfiri จากมหาวิทยาลัยนิวยอร์กเป็นผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้

“แม้ว่าหุ่นยนต์จะสามารถขับไล่ปลาได้ แต่ก็ยังไม่พร้อมที่จะปล่อยออกสู่ธรรมชาติ” Porfiri กล่าว

ทีมงานจะหาทางเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคและทดสอบวิธีนี้ในบ่อขนาดเล็กที่มีน้ำใสในออสเตรเลีย

“ชนิดพันธุ์รุกรานเป็นปัญหาใหญ่ทั่วโลกและเป็นสาเหตุอันดับสองของการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ” Polverino กล่าว “เราหวังว่าแนวทางใช้หุ่นยนต์เปิดเผยจุดอ่อนของศัตรูที่แพร่กระจายได้ดีอย่างยิ่งนี้ จะช่วยเปิดทางให้ปรับปรุงวิธีควบคุมทางชีวภาพและต่อสู้กับชนิดพันธุ์รุกราน เราตื่นเต้นกับเรื่องนี้มาก”