Ten artykuł pochodzi z Hakai Magazine, internetowej publikacji o nauce i społeczeństwie w ekosystemach przybrzeżnych. Przeczytaj więcej takich historii na hakaimagazine.com.
Wielka Rafa Koralowa w Australii nie może się oderwać: oprócz walki z zanieczyszczeniami, huraganami i atakami bielenia koralowców najbardziej kultowa rafa świata jest spożywana przez miliony kłujących, jadowitych gwiazdy morskie zwane rozgwiazdami koronowymi (COTS). Ale w pojedynku pasującym do filmu science-fiction naukowcy opracowali nowego robota do polowania i zabijania tych gwiazd morskich - morderczego, autonomicznego podwodnego pojazdu o nazwie RangerBot.
Od 2010 r. Populacja rodzimych, zjadających koralowce COTS rozkwita, a epidemia prześladuje Wielką Rafę Koralową o długości 2300 kilometrów. RangerBot zostanie wprowadzony na rafę - i koszmary z gwiazdami morza - w tym tygodniu, po części, aby pomóc w ciągłych staraniach o kontrolowanie COTS. Ten autonomiczny łowca nagród jest wynikiem ponad dziesięcioletnich badań i rozwoju przeprowadzonego przez robotę z Queensland University of Technology (QUT) Matthew Dunbabin, wspieranego dotacją w wysokości 750 000 USD z organizacji non-profit Google.
Wybuchy COTS były główną przyczyną śmierci koralowców w walczącej Wielkiej Rafie Koralowej. Boom wydaje się być spowodowany wieloma czynnikami: gwiazdy morskie są płodne i szybko rosną, spływ rolny zwiększa pożywienie dla ich larw, a ludzie przełowieli kilka drapieżników gotowych zjeść jadowite poduszeczki. Badania sugerują, że opanowanie wybuchu gwiazdy morskiej i zapobieganie przyszłym skokom może pomóc odwrócić upadki koralowców na Wielkiej Rafie Koralowej.
To tutaj Dunbabin zobaczył szansę zastosowania swoich badań w dziedzinie widzenia robotycznego. W 2005 roku Dunbabin opracował skomputeryzowany system, który może identyfikować COTS z dokładnością około 67 procent. Ale zrobienie następnego kroku i dostosowanie systemu do eksterminacji gwiazdy morskiej po jej zauważeniu było dużym wyzwaniem. Zabicie łóżeczka wymagałoby wstrzyknięcia toksycznego roztworu do każdego z około 20 ramion gwiazdy morskiej. Brakuje kilku, a zwierzę może przetrwać i zregenerować się. „To duże zadanie nawet dla człowieka, a system robotyczny nie był możliwy”, mówi Dunbabin.
Ale w 2014 roku pojawiło się rozwiązanie tego szczególnego problemu: odkrycie, że jeden strzał pochodnej żółci (kwaśny sok trawienny z pęcherzyków żółciowych, najczęściej od krów lub owiec) może szybko i całkowicie wysłać łóżeczka dziecięce. Te sole żółciowe powodują uszkodzenie tkanek i silną odpowiedź immunologiczną, która zabija gwiazdę morską w mniej niż 20 godzin. Dunbabin zajął się budowaniem robota opartego na tym nowym systemie wtrysku jednorazowego. Rezultatem był robot podobny do torpedy o nazwie COTSbot. Postępy w robotycznym widzeniu i sztucznej inteligencji oznaczały, że COTSbot mógł rozpoznać COTS w 99, 4% przypadków.
Rozgwiazdy z cierni jedzą koralowce, a ich gwałtownie rosnąca populacja powoduje poważne problemy w Australii, Wielkiej Rafie Koralowej. (Tarasovs / iStock) Chociaż COTSbot był udanym dowodem koncepcji, miał wiele ograniczeń uniemożliwiających jego powszechne użycie na rafie. Robot był duży i drogi i mógł go zainstalować tylko ekspert. Dunbabin i jego zespół wyobrażali sobie tańszego, mniejszego robota, który byłby bardziej wszechstronny i łatwiejszy w użyciu - wizję, którą zrealizowali dzięki RangerBot.
„Celem było uczynienie tego bardzo intuicyjnym, tak jak dzisiaj są drony. Podnosisz tablet, planujesz misję i grasz w prasę - mówi Dunbabin. Dotarcie do tego etapu wymagało przetestowania i udoskonalenia kontroli z wieloma potencjalnymi użytkownikami, w tym uczniami w kilkunastu regionalnych szkołach średnich. Opracowali także zestaw RangerBota, dając mu czujniki jakości wody, światła, wymienne baterie i dodatkowy ster strumieniowy, dzięki czemu mógł zbierać próbki wody, działać w nocy i przez dłuższy czas oraz manewrować we wszystkich kierunkach.
Russ Babcock, który studiuje zarządzanie COTS w australijskiej Organizacji Badań Naukowych i Przemysłowych Commonwealth, optymistycznie ocenia potencjał RangerBota do rozszerzenia wysiłków związanych z kontrolowaniem gwiazd morskich na głębsze, mniej dostępne wody i gromadzenia wysokiej jakości danych o koralowcach i gwiazdach morskich w celu poinformowania bieżącego zarządzania. „Wierzę, że te rzeczy mają swoje miejsce w zestawie narzędzi ekologów morskich i zbliżamy się coraz bardziej do dnia, w którym zwykli ekolodzy morscy tacy jak ja mogą zarządzać jednym, nie mając przy sobie dżokeja robotyki. Przynieś to ”- mówi.
Babcock mówi, że pewnego dnia floty RangerBotów mogą samodzielnie monitorować rozległe obszary Wielkiej Rafy Koralowej, uzupełniając obecne systemy monitorowania i uzbrajając zarządzających rafami lepszymi danymi.
Julia Davies, jedna z koleżanek Dunbabina z QUT, pomogła przetestować interfejs użytkownika podczas rozwoju RangerBota. Porównuje potencjał RangerBota z systemem kamer drogowych, które mogą szybko informować o wypadkach i spowolnieniach.
Bardziej natychmiast Dunbabin ma nadzieję, że jego pięć działających RangerBotów będzie w stanie zapewnić wczesne sygnały ostrzegawcze przed wybuchem COTS w całej Wielkiej Rafie Koralowej. Pozostaje jednak realistyczny w kwestii ograniczeń RangerBotów. „Powinny być narzędziami do rozszerzenia naszych programów zarządzania”, a nie zastępować je, mówi.
Powiązane artykuły z magazynu Hakai:
- Kieliszek wapna
- Co się dzieje, gdy umiera rafa koralowa?
