Αυτό το άρθρο προέρχεται από το περιοδικό Hakai, μια ηλεκτρονική έκδοση για την επιστήμη και την κοινωνία στα παράκτια οικοσυστήματα. Διαβάστε περισσότερες ιστορίες όπως αυτό στο hakaimagazine.com.
Ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος της Αυστραλίας δεν μπορεί να σπάσει: πέρα από τη ρύπανση, τους τυφώνες και τις αποδράσεις κοραλλιών από πίσω προς πλάτη, ο πιο εικονικός υφάλων του κόσμου τρώγεται ζωντανός από εκατομμύρια φραγκοσυκιές τα αστέρια της θάλασσας που είναι γνωστά ως αστερίες αστεριών (COTS). Αλλά σε μια ταινία που ταιριάζει με μια sci-fi ταινία, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει ένα νέο ρομπότ για να κυνηγήσουν και να σκοτώσουν αυτά τα θαλάσσια αστέρια - ένα φονικό, αυτόνομο υποβρύχιο όχημα που ονομάζεται RangerBot.
Από το 2010, ο πληθυσμός των ιθαγενών, κοραλλιογενών COTS έχει ανοδική πορεία και το ξέσπασμα μαστίζει τον μεγάλο κοραλλιογενή ύφαλο μήκους 2.300 χιλιομέτρων. Το RangerBot εισάγεται στους εφιάλτες του ύφαλου και των θαλάσσιων αστεριών - αυτή την εβδομάδα, εν μέρει για να βοηθήσει με τις συνεχιζόμενες προσπάθειες για τον έλεγχο του COTS. Αυτός ο αυτόνομος κυνηγός γεννητικών αγαθών είναι αποτέλεσμα της έρευνας και ανάπτυξης της δεκαετίας από τον ρομποτικό Matthew Dunbabin του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Queensland (QUT), υποστηριζόμενη από επιχορήγηση 750.000 δολαρίων ΗΠΑ από το μη κερδοσκοπικό σκέλος της Google.
Οι επιδημίες του COTS αποτέλεσαν μια σημαντική αιτία θανάτου κοραλλιών για τον αγωνιζόμενο μεγάλο κοραλλιογενή ύφαλο. Οι βραχίονες φαίνεται να προκαλούνται από πολλούς παράγοντες: τα αστέρια της θάλασσας είναι παραγωγικά και ταχέως αναπτυσσόμενα, η γεωργική απορροή αυξάνει την τροφή για τις προνύμφες τους και οι άνθρωποι έχουν υπεραλιεύσει τους λίγους θηρευτές που είναι διατεθειμένοι να τρώνε τα δηλητηριώδη καρφιά. Οι έρευνες δείχνουν ότι η έκρηξη του θαλάσσιου αστέρος υπό έλεγχο και η αποτροπή μελλοντικών αιχμών θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάσχεση της πτώσης των κοραλλιών στον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο.
Αυτό είναι όπου ο Dunbabin είδε την ευκαιρία να εφαρμόσει την έρευνά του σε ρομποτική όραση. Πίσω το 2005, η Dunbabin ανέπτυξε ένα μηχανογραφικό σύστημα που θα μπορούσε να εντοπίσει το COTS με ακρίβεια περίπου 67%. Αλλά το επόμενο βήμα και η προσαρμογή του συστήματος στην εξολόθρευση ενός θαλάσσιου αστέρι μόλις εντοπίστηκε ήταν μια μεγάλη πρόκληση. Η θανάτωση ενός COTS θα απαιτούσε την έγχυση ενός τοξικού διαλύματος σε κάθε ένα από τα περίπου 20 χέρια ενός θαλάσσιου αστέρου. Λίγα λίγα και το ζώο θα μπορούσε να επιβιώσει και να αναγεννηθεί. "Αυτό είναι ένα μεγάλο καθήκον ακόμη και για έναν άνθρωπο και ήταν αδύνατο για ένα ρομποτικό σύστημα", λέει ο Dunbabin.
Αλλά το 2014 ήρθε μια λύση στο συγκεκριμένο πρόβλημα: η ανακάλυψη ότι ένα μόνο πλάνο ενός παραγώγου χολής (ο όξινος χωνευτικός χυμός από χοληδόχους κύστης, συνήθως από αγελάδες ή πρόβατα) θα μπορούσε να αποστείλει το COTS γρήγορα και εντελώς. Αυτά τα χολικά άλατα προκαλούν βλάβη στους ιστούς και ισχυρή ανοσοαπόκριση που σκοτώνει το θαλάσσιο αστέρι σε λιγότερο από 20 ώρες. Ο Dunbabin πήγε να δουλέψει οικοδομώντας ένα ρομπότ με βάση αυτό το νέο σύστημα ψεκασμού. Το αποτέλεσμα ήταν ένα ρομπότ σαν τορπίλη που ονομάζεται COTSbot. Οι προόδους στην ρομποτική όραση και την τεχνητή νοημοσύνη σήμαινε ότι το COTSbot θα μπορούσε να αναγνωρίσει το COTS 99, 4% του χρόνου.
Οι αστερίες των αγκάθων τρώνε κοράλλια και ο ακμάζων πληθυσμός τους προκαλεί σοβαρά προβλήματα στον Μεγάλο φραγμό των Αυστραλών. (Tarasovs / iStock) Ενώ το COTSbot ήταν μια επιτυχημένη απόδειξη της έννοιας, είχε πολλούς περιορισμούς που εμπόδιζαν την ευρεία χρήση του στον ύφαλο. Το ρομπότ ήταν μεγάλο και ακριβό και μπορούσε να αναπτυχθεί μόνο από έναν ειδικό. Ο Dunbabin και η ομάδα του οραματίστηκαν ένα φτηνότερο, μικρότερο ρομπότ που ήταν πιο ευπροσάρμοστο και ευκολότερο στη χρήση - ένα όραμα που συνειδητοποίησαν με το RangerBot.
"Ο στόχος ήταν να γίνει πολύ διαισθητικός, όπως το πώς τα αεροσκάφη είναι σήμερα. Παίρνετε ένα δισκίο, σχεδιάζετε ένα κομμάτι αποστολής και πιέστε το παιχνίδι ", λέει ο Dunbabin. Η μετάβαση σε αυτό το στάδιο αφορούσε τη δοκιμή και την τελειοποίηση των ελέγχων με πολλούς δυνητικούς χρήστες, συμπεριλαμβανομένων φοιτητών σε περισσότερες από δώδεκα περιφερειακά γυμνάσια. Επίσης, έκαναν τη χρήση του κιτ RangerBot, δίνοντάς του αισθητήρες ποιότητας νερού, φώτα, αφαιρούμενες μπαταρίες και έναν επιπλέον προωθητήρα, ώστε να συλλέγει δείγματα νερού, να λειτουργούν τη νύχτα και για μεγαλύτερες περιόδους και να ελιγμώνουν προς όλες τις κατευθύνσεις.
Ο Russ Babcock, ο οποίος μελετά τη διαχείριση της COTS στον Οργανισμό Επιστημονικής και Βιομηχανικής Έρευνας της Αυστραλίας, είναι αισιόδοξος για τη δυνατότητα του RangerBot να επεκτείνει τις προσπάθειες ελέγχου των θαλάσσιων αστεριών σε βαθύτερα και λιγότερο προσιτά νερά και να συλλέξει υψηλής ποιότητας δεδομένα για τα κοράλλια και τα αστέρια της θάλασσας. "Πιστεύω ότι αυτά τα πράγματα έχουν θέση στην εργαλειοθήκη θαλάσσιων οικολόγων και πλησιάζουμε όλο και πιο κοντά στην ημέρα που απλοί θαλάσσιοι οικολόγοι, όπως ο ίδιος, μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς να πάρουν έναν ρομποτικό αναβάτη. Φέρτε το ", λέει.
Μια μέρα, οι στόλοι του RangerBots μπορούν να παρακολουθούν αυτόματα τις τεράστιες περιοχές του Great Barrier Reef, λέει ο Babcock, συμπληρώνοντας τα τρέχοντα συστήματα παρακολούθησης και τους διαχειριστές των οπλισμών με τα καλύτερα δεδομένα.
Η Julia Davies, ένας από τους συναδέλφους του Dunbabin στο QUT, βοήθησε στη δοκιμή του περιβάλλοντος χρήστη κατά την ανάπτυξη του RangerBot. Συγκρίνει το δυναμικό του RangerBot με εκείνο ενός συστήματος κυκλοφοριακών καμερών κυκλοφορίας, το οποίο μπορεί να παρέχει ταχεία ειδοποίηση ατυχημάτων και επιβραδύνσεων.
Πιο άμεσα, ο Dunbabin ελπίζει ότι τα πέντε επιχειρησιακά του RangerBots μπορούν να παράσχουν έγκαιρα προειδοποιητικά σημάδια κρουσμάτων COTS σε ολόκληρο το Great Barrier Reef. Ωστόσο, παραμένει ρεαλιστής για τους περιορισμούς του RangerBots. "Πρέπει να είναι εργαλεία για την επέκταση των προγραμμάτων διαχείρισης μας", δεν τα αντικαθιστούμε, λέει.
Σχετικές ιστορίες από το περιοδικό Hakai:
- Μια βολή από ασβέστη
- Τι συμβαίνει όταν ένας κοραλλιογενής ύφαλος πεθαίνει;
