Các Kỹ Sư Thiết Kế Robot Để Đấu Tranh Với Cá Xâm Lấn

Một nhóm các nhà nghiên cứu đã thiết kế một robot có thể xua đuổi cá xâm lấn mosquitofish, loài cá này cắn đuôi của cá nước ngọt và ấu trùng để ăn trứng của chúng. Nghiên cứu mới cho thấy làm thế nào nỗi sợ hãi có thể thay đổi hành vi, sinh lý và khả năng sinh sản của cá xâm lấn, và nó có thể có những tác động lớn trong cuộc chiến chống lại các loài xâm lấn.

Nghiên cứu được công bố vào ngày 16 tháng 12 trên tạp chí iScience.

Lấy Ý Tưởng Từ Thiên Nhiên

Đội ngũ quốc tế bao gồm các nhà sinh học và kỹ sư từ Úc, Mỹ và Ý. Họ đã nghiên cứu loài cá bass lớn, loài cá này là kẻ thù tự nhiên của cá xâm lấn, để lấy ý tưởng cho robot mới.

Đội ngũ đã thiết kế một con robot cá mô phỏng hình dạng và mô phỏng chuyển động của loài cá bass lớn. Với sự giúp đỡ của tầm nhìn máy tính, robot có thể tấn công khi nó xác định được cá xâm lấn đang tiếp cận ấu trùng. Loài xâm lấn này sau đó thể hiện hành vi sợ hãi và căng thẳng trước khi trải qua giảm cân, thay đổi hình dạng cơ thể và giảm khả năng sinh sản.

Giovanni Polverino là từ Đại học Tây Úc và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu.

“Cá xâm lấn là một trong 100 loài xâm lấn tồi tệ nhất trên thế giới, và các phương pháp hiện tại để loại bỏ chúng quá tốn kém và mất thời gian để chống lại sự lây lan của chúng,” Polverino nói. “Loài xâm lấn này là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với nhiều động vật thủy sinh. Thay vì giết chúng một cách riêng lẻ, chúng tôi đang trình bày một cách tiếp cận có thể thông báo các chiến lược tốt hơn để kiểm soát loài xâm lấn này. Chúng tôi đã biến điều tồi tệ nhất của chúng trở thành hiện thực: một con robot có thể xua đuổi cá xâm lấn nhưng không ảnh hưởng đến các loài khác xung quanh nó.”

Khi cá xâm lấn ở gần robot cá, chúng ở gần nhau hơn và chọn ở gần trung tâm của khu vực thử nghiệm. Chúng sợ hãi khi đi vào vùng nước chưa được khám phá. Chúng cũng bơi với những vòng quay thường xuyên và sắc nét hơn so với những con không gặp robot.

Sợ Hãi Được Giữ Lại

Khi loài xâm lấn cuối cùng rời khỏi robot, chúng tiếp tục thể hiện sự sợ hãi. Chúng ít hoạt động hơn, tiêu thụ nhiều thức ăn hơn và đóng băng lâu hơn, thể hiện dấu hiệu lo lắng trong nhiều tuần sau khi gặp robot lần cuối.

Con robot cá cũng cải thiện triển vọng cho ấu trùng mà cá xâm lấn nhắm đến. Loài xâm lấn là một loài động vật có thị giác, quan sát môi trường xung quanh thông qua mắt của chúng, trong khi ấu trùng có thị lực kém và khó nhìn thấy robot.

“Chúng tôi dự đoán robot sẽ có tác động trung lập đối với ấu trùng, nhưng điều đó không xảy ra,” Polverino nói.

Vì robot ảnh hưởng đến hành vi của cá xâm lấn, ấu trùng sẵn sàng đi ra ngoài khu vực thử nghiệm hơn.

“Điều đó trở thành một điều tích cực cho ấu trùng. Một khi được giải thoát khỏi nguy cơ có cá xâm lấn xung quanh, chúng không còn sợ hãi nữa. Chúng hạnh phúc,” Polverino tiếp tục.

Sau năm tuần thí nghiệm, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cá đã phân bổ nhiều năng lượng hơn để thoát khỏi sự sinh sản. Cơ thể của cá đực trở nên mỏng hơn và đuôi của chúng trở nên mạnh mẽ hơn để bơi nhanh hơn.

Maurizo Porfiri của Đại học New York là tác giả cao cấp của nghiên cứu.

“Mặc dù thành công trong việc ngăn chặn cá xâm lấn, nhưng robot cá được tạo ra trong phòng thí nghiệm không sẵn sàng để được phát hành vào tự nhiên,” Porfiri nói.

Đội ngũ sẽ tiếp tục vượt qua các thách thức kỹ thuật và thử nghiệm phương pháp trên các hồ nước nhỏ và trong ở Úc.

“Các loài xâm lấn là một vấn đề lớn trên toàn thế giới và là nguyên nhân thứ hai gây mất đa dạng sinh học,” Polverino nói. “Hy vọng rằng cách tiếp cận của chúng tôi sử dụng robot để tiết lộ điểm yếu của một loài xâm lấn thành công sẽ mở cửa để cải thiện các phương pháp kiểm soát sinh học và chống lại các loài xâm lấn. Chúng tôi rất hào hứng về điều này.”