Інженери розробили роботів для боротьби з інвазивною рибою

Команда дослідників розробила робота, який відлякує інвазивну комарівську рибу, яка відкушує хвости прісноводної риби та личинок, щоб з’їсти їхні яйця. Нове дослідження демонструє, як страх може змінити поведінку, фізіологію та фертильність комарівської риби, і це може мати великі наслідки у боротьбі з інвазивними видами.

Дослідження було опубліковано 16 грудня в журналі iScience.

Черпання натхнення з природного хижака

Міжнародна команда складається з біологів та інженерів з Австралії, США та Італії. Вони розглянули великоротого окуня, який є природним хижаком комарівської риби, щоб черпати натхнення для нових роботів.

Команда розробила роботизовану рибу, яка імітує зовнішній вигляд і рухи великоротого окуня. За допомогою комп’ютерного зору робот може атакувати, коли він визначає комарівську рибу, що наближається до личинок. Інвазивний вид тоді демонструє страхові поведінки та стрес перед тим, як пережити втрату ваги, зміни форми тіла та зниження фертильності.

Джованні Полверіно з Університету Західної Австралії та перший автор дослідження.

“Комарівська риба є однією зі 100 найгірших інвазивних видів світу, а поточні методи її знищення є надто дорогими та трудомісткими, щоб ефективно протидіяти її поширенню”, – говорить Полверіно. “Ця глобальна шкода є серйозною загрозою для багатьох водних тварин. Замість того, щоб вбивати їх одну за одною, ми пропонуємо підхід, який може інформувати кращі стратегії контролю цього глобального шкоди. Ми зробили їхній найгірший кошмар реальністю: робота, який лякає комарівську рибу, але не інших тварин навколо нього”.

Коли комарівська риба перебувала в присутності роботизованої риби, вона трималася ближче одна до одної та обирала залишатися в центрі тестового арену. Вони боялися виходити в невідомі води. Вони також плавали з більш частими та різкими поворотами порівняно з тими, яких не зустріло робота.

Страх, який триває

Коли інвазивний вид нарешті вийшов від робота, він продовжував демонструвати страх. Він був менш активним, споживав більше їжі та довше заморожувався, демонструючи ознаки тривоги протягом тижнів після останньої зустрічі з роботом.

Роботизована риба також покращила перспективи личинок, на які нападає комарівська риба. Інвазивний вид є візуальною твариною, яка оглядає середовище через свої очі, тоді як личинки мають поганий зір та боротьбають за те, щоб побачити робота.

“Ми очікували, що робот буде мати нейтральний вплив на личинки, але це не було так”, – говорить Полверіно.

Оскільки робот вплинув на поведінку комарівської риби, личинки були більш готові вийти за межі тестового арену.

“Виявилося, що це було позитивним для личинок. Як тільки вони були звільнені від небезпеки комарівської риби, вони більше не боялися. Вони щасливі”, – продовжує Полверіно.

Після п’яти тижнів експериментів дослідники виявили, що риба виділяла більше енергії на втечу, ніж на розмноження. Тіла самців стали тоншими, а їхні хвости стали сильнішими, щоб плавати швидше.

Мауріціо Порфірі з Нью-Йоркського університету є старшим автором дослідження.

“Хоча успішний у стримуванні комарівської риби, лабораторний роботизований риб не готовий до випуску у дикій природі”, – говорить Порфірі.

Команда тепер буде намагатися подолати технічні труднощі та протестувати метод на малих, чистих басейнах в Австралії.

“Інвазивні види є величезною проблемою у світі та є другою причиною втрати біорізноманіття”, – говорить Полверіно. “Надіємося, що наш підхід використання робототехніки для відкриття слабкостей надзвичайно успішного шкоди відкриє двері для покращення наших біологічних методів контролю та боротьби з інвазивними видами. Ми дуже раді цьому”.