Тази статия е от списание Hakai, онлайн публикация за науката и обществото в крайбрежните екосистеми. Прочетете още подобни истории в hakaimagazine.com.
Големият бариерен риф в Австралия не може да се прекъсне: освен да се бори със замърсяването, ураганите и пристъпите от гръб до гръб на избелване на корали, най-емблематичният риф в света бива изяден жив от милиони бодливи, отровни морски звезди, известни като морска звезда (COTS). Но в мач, подходящ за научнофантастичен филм, учените са разработили нов робот за лов и убиване на тези морски звезди - убийствено, автономно подводно превозно средство, наречено RangerBot.
От 2010 г. населението на местни корали COTS се разраства, а огнището порази Големия бариерен риф, дълъг 2300 километра. RangerBot се въвежда в рифа - и към кошмарите на морските звезди - отчасти, за да помогне на текущите усилия за контрол на COTS. Този автономен ловец на глави е резултат от повече от десетилетие на изследвания и разработки от роботизирания университет в Куинсландския технологичен университет (QUT) Матю Дънбабин, подкрепен от безвъзмездна помощ от 750 000 щатски долара от нестопанската група на Google.
Избухванията на КОТС са били основна причина за смъртта на корали за борбата с Големия бариерен риф. Изглежда, буните са причинени от множество фактори: морските звезди са плодотворни и бързорастящи, селскостопанският отток увеличава храната за техните ларви, а хората са преизпълнили няколкото хищници, готови да изядат отровните щипки. Изследванията показват, че получаването на тази експлозия на морска звезда под контрол и предотвратяването на бъдещи шипове може да помогне за обратни коралови упадъци на Големия бариерен риф.
Тук Дънбабин видя шанс да приложи своите изследвания в роботизираната визия. През 2005 г. Dunbabin разработи компютъризирана система, която може да идентифицира COTS с около 67 процента точност. Но предприемането на следващата стъпка и приспособяването на системата към действително унищожаване на морска звезда, след като бъде забелязано, беше голямо предизвикателство. Убиването на COTS би наложило инжектиране на токсичен разтвор във всеки един от приблизително 20 ръцете на морска звезда. Пропуснете няколко и животното може да оцелее и да се регенерира. „Това е голяма задача дори за човека и беше невъзможно за роботизирана система“, казва Дънбабин.
Но през 2014 г. се намери решение на този конкретен проблем: откритието, че един изстрел на производно на жлъчката (киселият храносмилателен сок от жлъчните мехури, най-често от крави или овце) може да изпрати COTS бързо и напълно. Тези жлъчни соли причиняват увреждане на тъканите и мощен имунен отговор, който убива морската звезда за по-малко от 20 часа. Dunbabin се зае да изгради робот, базиран на тази нова инжекционна система с един изстрел. Резултатът беше робот, наподобяващ торпедо, наречен COTSbot. Напредъкът в роботизираното зрение и изкуствения интелект означаваше, че COTSbot може да разпознава COTS в 99, 4 процента от времето.
Морските звезди се хранят с корали, а тяхното бурно население създава големи проблеми в Големия бариерен риф в Австралия. (Tarasovs / iStock) Докато COTSbot беше успешно доказателство за концепция, той имаше много ограничения, предотвратяващи широкото му използване на рифа. Роботът беше голям и скъп и можеше да бъде разгърнат само от експерт. Дънбабин и неговият екип предвиждаха по-евтин, по-малък робот, който беше по-универсален и лесен за използване - визия, която реализираха с RangerBot.
„Целта беше да го направим много интуитивен, как изглеждат дроновете днес. Вземаш таблет, планираш малко мисия и натискаш игра “, казва Дънбабин. Стигането до този етап включваше тестване и усъвършенстване на контролите с много потенциални потребители, включително ученици в повече от дузина регионални гимназии. Освен това те извадиха комплекта на RangerBot, като му дадоха датчици за качество на водата, светлини, сменяеми батерии и допълнителен тласък, за да може да събира проби от вода, да работи през нощта и за по-дълги периоди и да маневрира във всички посоки.
Ръс Бабкок, който изучава управлението на COTS в Австралийската организация за научни и индустриални изследвания, е оптимист за потенциала на RangerBot да разшири усилията за контрол на морските звезди в по-дълбоки, по-малко достъпни води и да събере висококачествени данни за корали и морски звезди, за да информира текущото управление. „Вярвам, че тези неща имат място в инструментариума на морските еколози и ние сме все по-близки и наближаваме деня, в който просто морски еколози като мен могат да управляват един, без да накарат робот жокей да идва заедно. Включете го “, казва той.
Един ден флотите на RangerBots могат автономно да наблюдават огромни райони на Големия бариерен риф, казва Бабкок, допълвайки съществуващите системи за мониторинг и въоръжавайки ръководителите на рифове с по-добри данни.
Джулия Дейвис, един от колегите на Dunbabin в QUT, помогна за тестване на потребителския интерфейс по време на разработката на RangerBot. Тя сравнява потенциала на RangerBot с този на система от камери за трафик на магистрала, която може да осигури бързо известяване за аварии и забавяния.
По-скоро, Дънбабин се надява неговите пет оперативни RangerBots да осигурят ранни предупредителни знаци за огнища на КОТС през Големия бариерен риф. Въпреки това той остава реалистичен относно ограниченията на RangerBots. „Те трябва да бъдат инструменти за разширяване на нашите програми за управление“, а не да ги заменят, казва той.
Свързани истории от списание Хакай:
- Изстрел от вар
- Какво се случва, когато умира коралов риф?
