Ez a cikk a Hakai Magazine-ból származik, egy online kiadvány a part menti ökoszisztémák tudományáról és társadalmáról. Olvassa el az ilyen történeteket a hakaimagazine.com oldalon.
Az ausztráliai Nagy Záró-zátony nem képes megszakítani: a szennyezés, a hurrikánok és a korallfehérítés hátra-hátrafelé történő küzdelme mellett a világ leginkább ikonikus zátonyát milliók tüskés, mérges tengeri csillagok, melyeket töviskorona tengeri csillagnak (COTS) hívnak. De a sci-fi filmhez illeszkedő mérkőzésen a tudósok kifejlesztettek egy új robotot ezeknek a tengeri csillagoknak a vadászatához és megöléséhez - egy gyilkos, önálló víz alatti járművet, a RangerBot nevű járművet.
2010 óta az őshonos, korall-étkezési COTS népessége virágzik, és a járvány a 2300 kilométer hosszú Nagyhordó-zátonyot sújtja. A RangerBot ezen a héten kerül be a zátonyra - és a tengeri csillagok rémálmaira - részben a COTS ellenőrzésére irányuló folyamatos erőfeszítések támogatására. Ez az autonóm fejvadász a Queenslandi Technológiai Egyetem (QUT) robotistája, Matthew Dunbabin több mint egy évtizedes kutatásának és fejlesztésének eredménye, amelyet a Google nonprofit karjának nyújtott 750 000 USD támogatással támogatott.
A COTS kitörései a korallhalál egyik fő oka a küzdő Nagy Védő Zátony. Úgy tűnik, hogy a gémeket több tényező okozza: a tengeri csillagok szaporodnak és gyorsan növekednek, a mezõgazdasági lefolyás táplálja a lárváikat, és az emberek túllépték azokat a néhány ragadozót, akik hajlandóak enni a mérgezõ gömböket. A kutatások azt sugallják, hogy a tengeri csillag robbanásának ellenőrzése és a jövőbeli tüskék megakadályozása elősegítheti a Korallzátony korallcsökkenésének megfordítását.
Dunbabin itt látta esélyét arra, hogy kutatásait a robot látás területén alkalmazza. 2005-ben a Dunbabin kifejlesztett egy számítógépes rendszert, amely körülbelül 67 százalékos pontossággal képes azonosítani a COTS-t. Nagy kihívás volt azonban a következő lépés megtétele és a rendszer adaptálása egy tengeri csillag tényleges megsemmisítésére. COTS megölése esetén mérgező oldatot kellett befecskendezni egy tengeri csillag kb. 20 karjába. Hiányozzon néhányat, és az állat képes túlélni és regenerálni. "Ez még az ember számára is nagy feladat, és egy robotrendszer számára lehetetlen" - mondja Dunbabin.
2014-ben azonban megoldást találtunk erre a problémára: az a felfedezés, hogy az eper-származék (egy savas emésztő juice az epehólyagból, leggyakrabban a tehénből vagy juhokból) egyetlen adagja gyorsan és teljes mértékben eljuttathatja a COT-ot. Ezek az epesók szöveti károsodást és erős immunválaszt okoznak, amely kevesebb mint 20 órán belül megöli a tengeri csillagot. Dunbabin dolgozni kellett egy robot felépítésében, amely ezen új egylövéses injektáló rendszer körül épül. Az eredmény egy torpedószerű robot, COTSbot néven. A robotikus látás és a mesterséges intelligencia fejlődése azt jelentette, hogy a COTSbot az idő 99, 4 százalékát képes felismerni a COTS-ra.
A töviskormányos tengeri csillag korallot eszik, és virágzó népességük komoly problémákat okoz Ausztrália Nagy Vízrajzán. (Tarasovs / iStock) Míg a COTSbot sikeresen bizonyította a koncepciót, számos korlátozással rendelkezik, amelyek megakadályozták annak széles körű alkalmazását a zátonyon. A robot nagy volt és drága, és csak szakértő telepíthette azt. Dunbabin és csapata elképzel egy olcsóbb, kisebb robotot, amely sokoldalúbb és könnyebben használható volt - egy olyan elképzelést, amelyet a RangerBot segítségével valósítottak meg.
„A cél az volt, hogy nagyon intuitív legyen, például milyen drónák vannak ma. Vet egy tablettát, megtervez egy kis küldetést, és megnyomja a játékot ”- mondja Dunbabin. E szakaszba jutás magában foglalta a kezelőszervek tesztelését és finomítását, sok potenciális felhasználóval, köztük több mint egy tucat regionális középiskolás hallgatókkal. Kialakították a RangerBot készletét is, és vízminőség-érzékelőket, lámpákat, cserélhető elemeket és egy extra lökhárítót adtak neki, hogy vízmintákat gyűjtsön, éjszaka és hosszabb ideig működjön, és minden irányban manőverezzen.
Russ Babcock, aki az Ausztrál Nemzetközösség Tudományos és Ipari Kutatási Szervezetének COTS menedzsmentjét tanulja, optimista abban, hogy a RangerBot képes-e a tengeri csillag-ellenőrzési erőfeszítéseket kiterjeszteni mélyebb, kevésbé hozzáférhető vizekre, és jó minőségű adatokat gyűjt a korallokról és a tengeri csillagokról a jelenlegi vezetőség tájékoztatása érdekében. „Úgy gondolom, hogy ezeknek a dolgoknak van helye a tengeri ökológusok eszköztárában, és egyre közelebb állunk ahhoz a naphoz, amikor puszta tengeri ökológusok, mint én, képesek működtetni egyet anélkül, hogy egy robotizált zsokit megnéznének. Hozd tovább! ”- mondja.
Egy napon a RangerBots flottái önállóan megfigyelhetik a Nagy-akadály-zátony hatalmas területeit - mondja Babcock, kiegészítve a jelenlegi megfigyelési rendszereket és a zátonykezelők jobb adatokkal történő felfedezését.
Julia Davies, a Dunbabin egyik munkatársa, a QUT segített a felhasználói felület tesztelésében a RangerBot fejlesztése során. Összehasonlítja a RangerBot lehetőségeit az autópálya-forgalmi kamerák rendszerével, amely gyors értesítést adhat a balesetekről és a lelassulásokról.
Inkább Dunbabin azt reméli, hogy öt működő RangerBots korai figyelmeztető jeleket tud mutatni a COTS kitöréseiről a Nagy Víz Zátonyon. Ugyanakkor továbbra is reális a RangerBots korlátozásaival kapcsolatban. "Eszközöknek kell lenniük a menedzsment programjaink kibővítéséhez" - nem helyettesíti őket - mondja.
Kapcsolódó történetek a Hakai magazinból:
- Egy lövés lime
- Mi történik, ha egy korallzátony meghal?
