Uusi uusi

Voivatko tappajarobotit auttaa pelastamaan suuren estorajan?

Australialaiset tutkijat käyttävät itsenäistä tekniikkaa tavanomaisesti vaikeasti tappavan tuholaisen torjumiseksi

Kuva: Derek Ercolano

Huomaan yhden selkeällä syyskuun aamulla uidessaan haaleiden vesien läpi Ison Valliriutan ympärillä. Silmiinpistävä meritähti, kabernetin väri ja urheilullinen yli tusina käsivarret, halaa korallin kevyesti kaarevan harjanteen puolta. Se näyttää ihanalta ja vaaralliselta, eikä vain siksi, että tiedän, että sitä peittävät pitkät selkät on lakattu myrkkyllä.

Tämä olento, joka sijaitsee kahden tunnin venematkan päässä Townsvillestä, Australian koillisrannikolta, tunnetaan nimellä orjantappunarokko. Vaikka se on ensimmäinen, jonka olen koskaan nähnyt, se ei ole kaukana yksin. Vuodesta 2010 lähtien rutto, joka on numeroitu miljooniksi, on käyttänyt metodologisesti Suuren Valliriutan, edustaen jälleen kerran koralliriuttajärjestelmän eksistentiaalisten uhkien sarjaa, joka on jo vaikuttanut voimakkaisiin hurrikaaneihin ja heikentänyt poikkeuksellisen lämpimien vesien aiheuttamia koralliriutat. .

Tämä ei ole myöskään ensimmäinen puhkeaminen. Vuodesta 1962 lähtien heidän populaatioidensa on noussut nousemaan riuttojen ”puhkeamiseen” noin 17 vuoden välein, alkaen Cairnsista pohjoiseen ja leviäen etelään aalloissa, virtaavien vapaasti kelluvien toukkien toimesta. Kun riista on asettunut, ne muuttuvat pieniksi tähtiä, joita on mahdoton havaita. He alkavat syödä korallia vasta, kun ne ovat saavuttaneet vähintään kuusi kuukautta, vaikka ne ovatkin senttiä pienempiä.

Kuva kirjoittaja.

Mutta sieltä he alkavat kasvaa ja syödä tosissaan, muistuttaen pian heidän raamatullista nimekaikuaan. Meritähti muuttuu armeijaksi, joka marssii suistaan ​​suulakepuristettuihin mahaihin, sulattaen niiden alla olevan ohuen elävän korallikerroksen, suosimalla nopeammin kasvavia korallit, joista kovaa kärsimystä nousevan meren lämpötilan aiheuttama valkaisu.

Kaikki tämä on tapa sanoa: On selvää, että minun edessäni oleva olento tarvitsee kuoleman. Mutta kahta sukellus sukeltajaa, joiden tehtävänä on tappaa korppikorppuja tämän riutan varrella, ei ole missään näkyvissä. Aikaisemmin piikikäs, peckish konna on kadonnut. Täällä tappajarobotit tulevat sisään.

Kaksi päivää aiemmin seisoin kirkkaasti valaistuissa laboratorioissa Brisbanessa, 800 mailia rannikolla, pitäen Samsung-tablettia ja suunnitelleen kohdennettua tappamista. Minun edessäni oli viisi vedenalaista robottia, joista jokainen oli noin 2,5 jalkaa pitkä ja 1,5 jalkaa leveä. Ne olivat värillisiä keltaisia ​​ja mustia, kuten horneetteja, ja niiden mukana tuli piste, joka sopi yhteen: jokainen pystyi löytämään ja tappamaan piikkikärpän meritähden ilman ihmisen väliintuloa. "Tämä on RangerBot", sanoo Matthew Dunbabin, iloinen robotti Queenslandin teknillisestä yliopistosta.

Idea RangerBotille alkoi vuonna 2005, kun Dunbabin ja opiskelija loivat algoritmin, joka tunnistaa tuholaiset. Vaikka heidän järjestelmänsä tunnisti meritähti noin 67 prosenttia aikaisemmasta ajankohdasta pidetyssä ajassa -, Dunbabinin tyynemmäksi oli paljon käytännöllisempi haaste: mekaaninen tapa tosiasiallisesti tappaa ne.

Kuva: Queensland University of Technology.

Aikaisemmin ihmiset olivat kokeilleet monia tapoja tappaa orjankorppuja: vetämällä ne manuaalisesti riuttojen ulkopuolelle maata varten; antaa sähköiskun; pilkkomalla heidän ruumiinsa (vain saadakseen heidät uudistumaan); tai injektoimalla ruumiinsa ja yli 20 aseita myrkyllisillä tai happamilla kemikaaleilla - menetelmä, jota suosii pieni joukko sukeltajia, jotka työskentelivät tuolloin meritähtipopulaatioiden lopettamiseksi suosituilla turistikohteilla.

Dunbabinin ohjelmassa voitiin tunnistaa meritähti, mutta hänellä ei ollut kaukana tekniikkaa, jolla ne tappaisivat. Onneksi hänen ei tarvinnut. Vuonna 2014 tutkijat havaitsivat, että suolasta ja saposta johdettu liuos aiheutti äärimmäisen ja tappavan immuunireaktion orjantappuroissa, ja tiputti kaikki paitsi suurin meritähti yhdellä 10 millilitran laukauksella.

"Se oli pelinvaihdin", Dunbabin sanoi. "Kun kuulimme sen, ajattelimme:" Okei, voimme käydä tässä uudelleen. ""

Hän ja hänen kollegansa aloittivat RangerBot-edeltäjänsä, keltaisen torpeedomaisen autonomisen ajoneuvon, nimeltään COTSbot, rakentamisen (COTS on lyhenne okkukukkojen meritähdestä). Korin alapuolelle oli kiinnitetty pneumaattinen taittovarsi, joka oli varustettu ruiskulla sappi-suolaliuoksen injektoimiseksi. Se kantoi kaksi litraa liuosta, joka riittää 200 injektioon matkaa kohti.

Kerätäksesi kuvia COTSbot-havaitsemisjärjestelmän kouluttamiseksi (ja auttaa selvittämään parhaat kulmat ja sijainti injektioiden toimittamiseksi) Dunbabin kiinnitti GoPro-kamerat sukeltajien injektiopistooleihin, jotka kammivat riutta meritähtiä varten. Sitten Dunbabinin joukkue syöttää nämä ja muut kuvat - yhteensä yli 100 000 - syvään oppimismalliin, joka oppi Dunbabinin kollegan Feras Dayoubin avulla erottamaan monen aseellisen kruununkorven meritähden esimerkiksi haarautuvasta. staghorn koralli.

Kuva kirjoittaja.

Autonomisen tappajarobotin kehittäminen ei ollut ilman haasteita. Internetistä peräisin olevat kuvat, joita käytettiin varhaisessa vaiheessa robottinäkymän kehittämisessä, olivat usein Dunbabinin nimeämiä ”glamour shots” -kehyksiä, jotka kehystettiin ja valaistettiin täydellisesti sen sijaan, että korallin ympärille kääritty puoliksi piilotettu meritähti, jota robotti todennäköisemmin kohtaisi. Samanaikaisesti robotiikkajoukkue halusi välttää laitteiden juuttumisen riuttaan jahdatessaan piilotettuja kritiikkiä ja päätti keskittyä meritähtiin, jota he pitivät suhteellisen saatavana - eli vähintään 40 prosenttia vartalostaan.

COTSbot kehitti kyvyn tunnistaa nämä meritähti 99,4 prosentin tarkkuudella ja toimitti Dunbabinin mukaan injektiot yli 200 meritähdelle kahden vuoden robotti-ikäkautensa aikana. Mutta yli neljä jalkaa pitkä ja 66 kiloa maksaa kymmeniä tuhansia dollareita, mutta COTSbot - joka edellytti myös asiantuntijan toimintaa - oli todiste konseptista, ei lopullinen työkalu. Oli aika täydelliselle uudelleensuunnittelulle.

Tarkka syy orapuiden puhkeamisen taustalla on epäselvä, mutta useat tekijät näyttävät olevan pelissä. Ensinnäkin meritähti kasvaa nopeasti ja lisääntyy runsaasti. Yksi naaraspuoli voi vapauttaa jopa 65 miljoonaa munaa vuodessa. Toiseksi ravinteet, jotka pesevät lähteitä, kuten sokeriruokotilat, tulvivat rannikkovesiä ja tarjoavat runsaasti ruokaa kasviplanktonille, jota meritähti kuluttaa. Viimeinkin ihmiset ovat kalastaneet liikaa saalistajia, jotka syövät näitä selkärangattomia, kaikilla tasoilla. Näissä olosuhteissa piikitillan meritähti näyttää kukoistavan. Suuri Valliriutta, vähemmän.

Australian hallitus näytti kuitenkin hitaalta käsittelevän korallinsyövän meritähteen puomia viime aikoihin saakka, kun korallien yleiset näkymät osoittautuivat yhä vakavammiksi. "Hallituksen laajamittainen valvontaohjelma käynnistyi vuonna 2012, joten on kulunut kaksi vuotta tämän nykyisen puhkeamisen aloittamisesta", sanoo Mary Bonin, joka on Ison Valliriutan meripuistohallinnon orapuiden kruunun meritähden hallintaohjelman apulaisjohtaja. riutta hallinnoiva virasto.

Kuva kirjoittaja.

Vuosina 2012 - 2017 hallituksen kruununorven valvontaohjelma koostui yhdestä erillisestä aluksesta eikä mitään kattavaa strategiaa puhua. Se toimi pohjoisella, turisti-raskaalla alueella, missä koulutetut sukeltajat pistävät ja tappoivat meritähtiä tuhansilta. Hallitus lisäsi toisen veneen tammikuussa 2017, ja tänä vuonna kokonaismäärä nousee kahdeksaan.

Inspiroituna lentävien droonien laajasta hyväksymisestä, Dunbabin ihmetteli: "Voimmeko luoda meren droonin?"

Äskettäin Queenslandin liittovaltion virastot ja yliopistot, jotka sijaitsevat Ison Valliriutan rajoilla, ovat luoneet niin kaivatun strategian sekä ohjausohjelman ohjaamiseksi että siitä tiedottavan tutkimuksen priorisoimiseksi. Ekologi David Westcott auttaa johtamaan noita pyrkimyksiä, kuten hän sanoo: "Joten emme vie vain miljoonia dollareita vuosittain tappamaan asioita."

Suurin haaste teurastusohjelmalle on, että sukeltajien on tarkistettava sama riutta uudestaan ​​ja uudestaan ​​- jota Bonin vertaa "puutarhan kitkemiseen" -, koska orapuiden kruunut ovat usein piilossa kallion ja korallin sokkeloissa ja ovat aktiivisempia yö. "Vaikka menisitkin sivustoon, jolla on paljon kruununorvia, saatat tappaa jokaisen näkemäsi, mutta et näe niitä kaikkia", sanoo näitä meritähtiä tutkivien riuttaekologien Morgan Pratchett. "Se on iso ongelma."

Lentävien droonien laajamittaisen käyttöönoton innoittamana Dunbabin ihmetteli: ”Voimmeko luoda meren droonin?” Vuonna 2016 hänen yliopistossaan toiminut tiiminsä oli yhteistyössä Great Barrier Reef -säätiön kanssa ja haki (ja voitti) 750 000 AUD: n rahoitusta Googlen hyväntekeväisyys. Menevät yli tappajarobotin idean, he ehdottivat edullisen, helppokäyttöisen sveitsiläisen armeijan veitsen kehittämistä sellaiseksi riuttavalvontaan ja hallintaan, jota voitaisiin hallinnoida tappaviin injektioihin meritähtille, kuten COTSbot teki, mutta myös hoitaa sellaisia ​​tehtäviä. kuten korallien kartoittaminen, vesinäytteiden kerääminen ja valtameren pohjan kartoittaminen.

Kaksi vuotta myöhemmin RangerBot syntyi. Tämä robotti, joka on suunnilleen puolet COTSbot-koon ja -painon määrästä ja kahdeksasosa kustannuksista, perustuu kolmeen robottivisiojärjestelmään: yksi oksien tunnistamiseen, toinen navigointiin ja toinen kuvan tallentamiseen ja valvontaan. Se "näkee" käyttämällä yhtä eteenpäin ja yhtä alaspäin suuntautuvaa stereokameraa, jokainen vierekkäin valoparilla, mikä tekee yövierailut nyt mahdollisiksi. Viidestä kuuteen potkuriin siirtyminen sallii paremman liikkumisen herkkien korallikompleksien ympärillä ja tarkemman asettamisen meritävän päälle - suuri vaikeus COTSbotille, jolla ei ollut sivuttaista ohjausta. Tablettien kautta hallittava järjestelmä on erittäin helppo käyttää, ja se vaatii vain vähän muodollista koulutusta. Irrotettavat paristot, jotka voivat kestää jopa kahdeksan tuntia pitkiä tehtäviä, lisäävät joustavuutta.

Kuva: Queensland University of Technology.

"Emme koskaan kilpaile ihmisiä heidän osaamisensa, heidän kykynsä katsoa korallien alla" suhteen, sanoo Dunbabin RangerBotin meritähti-etsintä- ja -tappamisominaisuuksista, "mutta voimme tarjota heille työkalut, jotka voivat auttaa heitä kallistuessa .”

RangerBot on edelleen kokeiluvaiheessa, mutta tämä ominaisuuspaketti voi tehdä siitä ihanteellisen tutkimuksen suorittamiseen, tarjoamalla nopean tiedustelun meritähdistä keskittyneimpiin paikkoihin ja auttamalla ohjausryhmiä optimoimaan ponnisteluja. Asiantuntijat arvioivat myös lähettävän robotit syvemmälle tai vaarallisempaan veteen, jotta vältetään sukeltajille aiheutuvat riskit, kuten korkeampi paine, hait ja krokotiilit. Tällä hetkellä ”RangerBot on todennäköisesti tehokkain valvontakoneena eikä ohjauskoneena”, sanoo Westcott, joka kuitenkin odottaa integroivan sen hallintaohjelmaan. "Kestää kauan, ennen kuin meillä on tuhansia näitä asioita riutalla, joka tappaa orjantappunan meritähden."

Tällä hetkellä Dunbabinilla on viisi robottia, ja vielä viisi on töissä. Hän on saanut kiinnostusta monipuolisiin sovelluksiin, kuten meriheinätutkimuksiin ja kiinnityskontrolleihin. Lokakuussa hän ja yhteistyökumppani voittivat noin 225 000 dollaria korallien palauttamisprojektista, joka käsittää RangerBotin mukauttamisen siemenvaurioisiin riuttoihin korallin toukkien avulla.

"Luulin, että aion saada ihmisiä lyömään tappajarobotin rakentamiseksi", Dunbabin myönsi. Sen sijaan kriitikot ihmettelevät, onko se tarpeeksi tappaja.

Meripuistoviranomainen havaitsi koko RangerBot-mielenosoituksen lokakuun lopulla, mikä Dunbabinin mukaan johtaa vielä lisää ominaisuuksia ja uusia sovelluksia tulevina kuukausina. "Ihmiset ovat sitä mieltä, että tuo asia on siellä tappamassa meritähtiä juuri nyt", sanoo Bonin, joka odottaa saavansa edelleen tietoa sen potentiaalista. "Emme ole vielä aivan siellä, mutta se on mielenkiintoinen tekniikka."

Päivän, jolloin vietin snorklausta Townsvillen lähellä, kaksi sukeltajaa teurassi vain noin 70 meritähtiä. Mutta yksi sukeltaja, Warren Haydon, mies, joka näyttää onnelliselta säältä viiden vuosikymmenen sukelluksesta, sanoo, että vastaavat ponnistelut äskettäin tammikuussa tuottivat noin 700 kruunua. Heillä olisi aika loppua ja kemikaalit tappaavat kaikki meritähti, hän sanoi. Kun näin kyseisen riutan, noin 65 prosenttia sen korallista oli vaurioitunut, lähinnä piikit.

Korallien kohdatessa niin monia uhkia, palautumista ei taata, mutta yhden uhan poistaminen voisi parantaa heidän mahdollisuuksiaan. "Korallit kasvavat hitaammin", Pratchett sanoo. "Toivon kuitenkin edelleen, että paranemista tapahtuu."

Jotkut kuitenkin epäilevät ongelman ratkaisemisen arvoa ollenkaan. Kukaan ei teeskennä, että teurastusohjelma lopettaa nykyisen puhkeamisen, ja ilmaston lämpeneminen kantaa suuresti Ison Valliriutan tulevaisuuden yläpuolella. Mutta useiden asiantuntijoiden mukaan meritähti-ongelman ratkaiseminen tuntuu siltä, ​​mitä he voivat ja pitäisivät tehdä. Kuten Pratchett sanoi: "Ei ole kuin jos joku kuolee syöpään, et hoita hänen tartuntaansa."

Rohan Kilby, kuten Haydon, on teurastanut meritähtiä kahden vuoden ajan paikallisen matkanjärjestäjän kanssa. Hän epäilee, voisiko robotti pistää meritähti oikein oikeaan kohtaan ja tappaa sen. "Olen erittäin skeptinen, että robotti kykenee siihen", Kilby sanoo. Bonin esitti saman asian.

"Luulin, että aion saada ihmisiä lyömään tappajarobotin rakentamiseksi", Dunbabin myönsi. Sen sijaan kriitikot ihmettelevät, onko se tarpeeksi tappaja.

Tarjolla riistalla näin läheltä, mitä tarvitaan meritähtien tappamiseen, joiden kotoperäiset populaatiot romahtavat jonain päivänä yksinään ja, jos mikään ei muutu, aloittaa syklin uudelleen. Kelluen vain vaalean kultakorallin hyllyn yläpuolella, havaitsin Haydonin vakaasti itsensä asettaessaan injektiopistoolin kahdesti hämärään siniseen ja punaiseen meritähtiin. Erottuva meritähti, joka oli enemmän kuin jalka poikki, ei tehnyt mitään ilmeistä reaktiota, ja katsoin, kuinka Haydon veti metallikoukkua vetääkseen sen riutalta ja päästäen olennon pehmeästi kuolemaan.