ปลาร็อบบอทที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อควบคุมสัตว์รุกราน

NYU Tandon School of Engineering ศาสตราจารย์ Maurizio Porfiri และทีมนักวิจัยจาก NYU Tandon และ University of Western Australia ได้แสดงให้เห็นว่าปลาร็อบบอทสามารถใช้ในการต่อสู้กับสัตว์รุกรานที่เป็นปัญหาใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งก็คือ ปลาตัวน้อย (mosquitofish) การควบคุมสัตว์รุกรานเป็นปัญหาที่ประเทศทั่วโลกต้องเผชิญ และบางครั้งปัญหาใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นในทะเลสาบและแม่น้ำ ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ปลาและสายพันธุ์อื่นๆ มีภูมิคุ้มกันที่จะไม่ถูกทำร้ายโดยสัตว์นักล่า การพัฒนานี้จากห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับหุ่นยนต์แบบชีวภาพและพฤติกรรมสัตว์สามารถให้คำตอบสำหรับปัญหาที่ใหญ่ที่สุดได้ทุกที่

ประชากรของปลาตัวน้อยได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในทะเลสาบและแม่น้ำทั่วโลก และทำให้เกิดปัญหาใหญ่สำหรับปลาและสายพันธุ์อื่นๆ ที่เป็นของพื้นเมือง วิธีการควบคุมปลาตัวน้อยแบบดั้งเดิมคือการใช้สารพิษหรือการล่อ แต่บางครั้งก็ไม่สำเร็จหรือเป็นอันตรายต่อสัตว์ป่า

ทีมนักวิจัยที่นำโดย Porfiri ได้ทำการทดลองเพื่อดูว่าปลาร็อบบอทที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมของปลาตัวน้อยได้หรือไม่ สิ่งที่พวกเขาพบคือแม้เพียงการได้รับปลาร็อบบอท largemouth bass ซึ่งเป็นสัตว์นักล่าที่ใหญ่ที่สุดของปลาตัวน้อยในระยะเวลาสั้นๆ ก็สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมของปลาตัวน้อยได้ พวกมันจึงหลีกเลี่ยงพฤติกรรมบางอย่างและเกิดการเปลี่ยนแปลงทางจิตใจที่เกิดจากการสูญเสียพลังงาน ซึ่งเป็นเหตุผลที่ทำให้อัตราการสืบพันธุ์ของปลาตัวน้อยลดลง

ผลงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Royal Society Interface และมีชื่อเรื่องว่า “Behavioral and Life-History Responses of Mosquitofish to Biologically Inspired and Interactive Robotic Predators”

“ตามความรู้ของเรา นี่เป็นการศึกษาที่ใช้หุ่นยนต์ในการทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมของสัตว์รุกรานชนิดนี้เป็นครั้งแรก” Porfiri กล่าว “ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าปลาร็อบบอทที่มีลักษณะการเคลื่อนที่และรูปร่างเหมือนกับปลา largemouth bass มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญและยั่งยืนต่อปลาตัวน้อยในห้องปฏิบัติการ”

การทดลองเกี่ยวข้องกับการให้ปลาตัวน้อยได้รับปลาร็อบบอท largemouth bass ในระยะเวลา 15 นาทีต่อสัปดาห์เป็นเวลา 6 สัปดาห์ติดต่อกัน ในแต่ละเซสชัน ปลาร็อบบอทจะแสดงพฤติกรรมที่แตกต่างกัน ในบางครั้ง ปลาร็อบบอทจะให้ข้อเสนอแนะแบบเรียลไทม์และเลียนแบบพฤติกรรมของสัตว์นักล่าโดยการว่ายน้ำด้วยความเร็วที่เร็วขึ้น นักวิจัยวิเคราะห์ข้อมูลและพบว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างระดับการเลียนแบบชีวภาพของหุ่นยนต์และระดับความเครียดของปลาตัวน้อยที่มีชีวิต

พื้นที่อื่นที่นักวิจัยมุ่งเน้นคือพารามิเตอร์ทางสรีรวิทยาของการเปลี่ยนแปลงทางจิตใจ พวกเขาวัดปลาทุกสัปดาห์เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงในน้ำหนักหรือความยาวของปลา เมื่อปลาลดลงในน้ำหนัก มันอาจเป็นการตอบสนองต่อสัตว์นักล่า และทำให้พลังงานลดลง ปลาที่มีพลังงานลดลงไม่สามารถอยู่รอดได้นานและไม่มีพลังงานเพียงพอสำหรับการสืบพันธุ์

เมื่อปลาร็อบบอทเลียนแบบพฤติกรรมของสัตว์นักล่าโดยการว่ายน้ำในลักษณะการโจมตี ระดับการเปลี่ยนแปลงทางจิตใจและสรีรวิทยาที่สูงสุดถูกวัดในปลาตัวน้อย

“การศึกษาต่อไปจำเป็นต้องกำหนดว่าผลกระทบเหล่านี้สามารถใช้ได้กับประชากรป่าหรือไม่ แต่นี่เป็นตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมของศักยภาพของหุ่นยนต์ในการแก้ปัญหาปลาตัวน้อย” Giovanni Polverino ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางชีวภาพ tại University of Western Australia และผู้เขียนหลักของผลงานวิจัยกล่าว “เรามีงานวิจัยอื่นๆ ที่กำลังดำเนินอยู่ระหว่างโรงเรียนของเราเพื่อสร้างเครื่องมือใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับการแพร่กระจายของสัตว์รุกราน”

ห้องปฏิบัติการ Dynamical Systems ที่นำโดย Porfiri มักใช้หุ่นยนต์แบบชีวภาพกับปลาที่มีชีวิตเพื่อศึกษาพฤติกรรมของสัตว์รวมกัน รวมถึงความชอบในการผสมพันธุ์และความเป็นผู้นำ ประโยชน์อื่นๆ ของเทคโนโลยีนี้คือการลดความจำเป็นในการใช้สัตว์ที่มีชีวิตในการทดลอง

การพัฒนานี้เป็นตัวอย่างอีกอย่างหนึ่งของการนำหุ่นยนต์มาใช้ในทุกด้านของสังคมและสิ่งแวดล้อม ไม่ยากที่จะคิดไปข้างหน้าถึงจุดที่เรามีปลาร็อบบอทที่อุทิศให้กับงานเฉพาะและควบคุมโดยปัญญาประดิษฐ์อยู่ในสิ่งแวดล้อมของเราพร้อมกับสายพันธุ์ที่มีชีวิต