Інженери розробили роботів для боротьби з інвазивною рибою

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

Дослідження було опубліковано 16 грудня у журналі iScience.

Черпання натхнення з природнього хижака

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

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

Джованні Полверіно з Університету Західної Австралії та перший автор дослідження.

“Комарівська риба – одна з 100 найгірших інвазивних видів світу, а поточні методи її знищення надто дорогі та тривалі, 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 була в присутності роботизованої риби, перша трималася ближче одна до одної та вирішувала залишатися в центрі тестового арену. Вони боялися входити у невідомі води. Вони також плавали з більш частими та різкими поворотами порівняно з тими, яких не зустріли робота.

Страх, який триває

Коли інвазивний вид нарешті вийшов від робота, вони продовжували демонструвати страх. Вони були менш активними, споживали більше їжі та довше замерзали, демонструючи ознаки тривоги протягом тижнів після останньої зустрічі з роботом.

Роботизована риба також покращила перспективи для пуголовків, яких комарівська риба націлює. Інвазивний вид – це візуальна тварина, яка оглядає середовище через свої очі, тоді як пуголовки мають поганий зір та борються зі баченням робота.

“Ми очікували, що робот матиме нейтральний вплив на пуголовків, але це не було так”, – говорить Полверіно.

Оскільки робот вплинув на поведінку комарівської риби, пуголовки були більш охочі виходити з тестового арену.

“Виявилося, що це позитивна річ для пуголовків. 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 виділила 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 – старший автор дослідження.

“Хоча успішний у боротьбі з комарівською рибою, лабораторно вирощений роботизований риб не готовий бути випущеним у дике життя”, – говорить Порфірі.

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

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