Ovaj članak je iz časopisa Hakai, internetske publikacije o znanosti i društvu u obalnim ekosustavima. Pročitajte više ovakvih priča na hakaimagazine.com.
Australijski veliki barijerski greben ne može se zaustaviti: osim što se bori sa zagađenjem, uraganima i hrpama izbjeljivanja koralja, najslavniji greben na svijetu milioni ih pojedu živahno, otrovno morske zvijezde poznate kao morske zvijezde (COTS). No, u podudarnosti koji je odgovarao znanstveno-fantastičnom filmu, znanstvenici su razvili novog robota za lov i ubojstvo ovih morskih zvijezda - ubojito, autonomno podvodno vozilo zvano RangerBot.
Od 2010. godine populacija autohtonih COTS-ova koja jedu koralje je u porastu, a odljev je napaso Veliki Barijerski greben dug 2.300 kilometara. RangerBot će se ovog tjedna upoznati s grebenom i noćnim morama morskih zvijezda, dijelom kako bi pomogao u stalnim naporima u kontroli COTS-a. Ovaj autonomni lovac na uloge rezultat je više od desetljeća vrijednog istraživanja i razvoja robotičara University of Technology Queensland (QUT), Matthewa Dunbabina, potpomognutog donacijom u iznosu od 750 000 američkih dolara iz Googleove neprofitne grupe.
Izbijanja COTS-a bili su glavni uzrok smrti koralja za borbu protiv Velikog barijerskog grebena. Čini se da su bumi uzrokovani višestrukim faktorima: morske zvijezde su plodne i brzorastuće, poljoprivredni tok pojačava hranu svojim ličinkama, a ljudi su pregubili nekoliko predatore koji su bili spremni pojesti otrovne trnce. Istraživanja sugeriraju da bi upravljanje eksplozijom morske zvijezde pod kontrolom i sprječavanje budućih uboda moglo pomoći preokretu padova koralja na Velikom barijerskom grebenu.
Ovdje je Dunbabin vidio priliku primjene svojih istraživanja u robotskoj viziji. Još 2005. godine, Dunbabin je razvio računalni sustav koji je mogao identificirati COTS s točno 67 postotnom točnošću. Ali sljedeći korak i prilagođavanje sustava stvarnom istrebljenju morske zvijezde nakon što je uočena bio je veliki izazov. Ubijanje bojice zahtijevalo bi ubrizgavanje otrovne otopine u svaku pojedinu morsku zvijezdu s oko 20 ruku. Propustite nekoliko i životinja bi mogla preživjeti i regenerirati se. "To je čak i za čovjeka velik zadatak, a za robotski sustav to je bilo nemoguće", kaže Dunbabin.
No, 2014. godine pronašlo se rješenje tog posebnog problema: otkriće da je jedan pucanj derivata žuči (kiseli probavni sok iz žučnih mjehura, najčešće od krava ili ovaca) mogao brzo i potpuno otpremiti COTS. Te žučne soli uzrokuju oštećenje tkiva i snažan imunološki odgovor koji ubija morsku zvijezdu za manje od 20 sati. Dunbabin je počeo raditi na izradi robota koji se temelji na ovom novom sustavu ubrizgavanja sa jednim pucnjem. Rezultat je bio robot sličan torpedu zvan COTSbot. Napredak robotskog vida i umjetne inteligencije značio je da COTSbot može prepoznati COTS 99, 4 posto vremena.
Zvjezdane ribe jedu koralje, a njihova procvata populacija stvara velike probleme u australskom Velikom barijerskom grebenu. (Tarasovs / Istockphoto) Iako je COTSbot bio uspješan dokaz koncepta, imao je mnoga ograničenja sprječavajući njegovu široku upotrebu na grebenu. Robot je bio velik i skup i mogao ga je ugraditi samo stručnjak. Dunbabin i njegov tim zamislili su jeftinijeg, manjeg robota koji je bio svestraniji i lakši za uporabu - viziju koju su realizirali kod RangerBota.
"Cilj je bio učiniti vrlo intuitivnim, poput današnjih dronova. Podigneš tablet, isplaniraš malu misiju i pritisneš igru ", kaže Dunbabin. Dolazak do ove faze uključivao je testiranje i pročišćavanje kontrola s puno potencijalnih korisnika, uključujući studente u više desetaka regionalnih srednjih škola. Oni su također izvukli RangerBot-ov komplet, dajući mu senzore kvalitete vode, svjetla, izmjenjive baterije i dodatni potisnik kako bi mogao skupljati uzorke vode, raditi noću i dulje vrijeme, te manevrirati u svim smjerovima.
Russ Babcock, koji proučava upravljanje COTS-om pri australijskoj Organizaciji za znanstvena i industrijska istraživanja Commonwealth, optimističan je glede potencijala RangerBota da proširi napore u pogledu upravljanja morskim zvijezdama u dublje, manje dostupne vode i prikupi visokokvalitetne podatke o koraljima i morskim zvijezdama kako bi informirao o trenutnom upravljanju. "Vjerujem da ove stvari imaju mjesto u paleti alata morskih ekologa, i sve smo bliži i danu kada samo morski ekolozi poput mene mogu upravljati takvim a da pritom ne dođe neki robotski džoker. Donesite je ", kaže.
Jednog dana, flote RangerBots-a mogu autonomno nadgledati ogromna područja Velikog barijerskog grebena, kaže Babcock, dopunjavajući postojeće sustave nadzora i naoružavajući upravitelje grebena boljim podacima.
Julia Davies, jedna od Dunbabinovih kolega na QUT-u, pomogla je u testiranju korisničkog sučelja tijekom razvoja RangerBota. Ona uspoređuje potencijal RangerBota s potencijalom sustava prometnih kamera na autocesti, koji može brzo obavijestiti o nesrećama i usporavanjima.
Dunbabin se odmah nada da njegovih pet operativnih RangerBots može pružiti rane znakove upozorenja za izbijanje COTS-a preko Velikog barijerskog grebena. Međutim, on i dalje ostaje realan u ograničenjima RangerBotsa. "Oni bi trebali biti alati za širenje naših programa upravljanja", a ne zamijeniti ih, kaže on.
Povezane priče iz časopisa Hakai:
- Pucanj limete
- Što se događa kad koraljni greben umre?
