Внешние факторы не обязательно угрожают коралловым рифам. Одной из наиболее постоянных угроз коралловым рифам Большого Барьерного рифа являются местные виды, которые при нормальной численности фактически выполняют полезные экологические функции. Морские звезды с терновым венцом питаются быстрорастущими видами кораллов в небольших количествах, помогая более медленно растущим кораллам прижиться. Эта проблема возникает, когда популяция морских звезд с терновым венцом достигает уровня вспышки. На этот процесс могут повлиять избыток питательных веществ, океанские течения, наличие живых кораллов и сокращение естественного хищничества. Исследователи разработали роботизированную систему, исходя из того, что автоматическое обнаружение и отлов морских звезд может помочь дайверам контролировать морские звезды.От медленно движущихся насекомых до катастроф, охватывающих рифыВспышки Обара регулярно опустошают части Большого Барьерного рифа, и, по оценкам исследователей, Обара несет ответственность за значительную часть всех потерь кораллов, наблюдаемых на рифе за последние несколько десятилетий. Обычная техника управления, при которой дайверы лично вводят каждой морской звезде смертельный раствор, эффективна, но медленна, требует физических усилий и ежегодно охватывает лишь небольшую часть обширной площади рифа. Инженеры-робототехники Квинслендского технологического университета работают над разработкой автоматизированных альтернатив с начала 2000-х годов. Их первый прототип мог обнаруживать морские звезды только с точностью около 65%, что делало его недостаточно надежным, чтобы его можно было использовать без присмотра.После почти двух лет исследований, разработок и испытаний после конкурса Google Impact Challenge 2016 года компания QUT и ее партнеры запустили RangerBot в 2018 году и в конечном итоге разработали и запустили RangerBot, недорогой автономный подводный аппарат, в 2018 году. RangerBot не прикрепляется к лодке, в отличие от более ранних прототипов, которые использовали дорогое звуковое оборудование и требовали физического руководства со стороны человека-оператора для навигации по рифу. Он использует бортовую систему обзора, чтобы свободно перемещаться самостоятельно.Промежуточная версия робота, получившая название COTSbot в честь научной аббревиатуры морской звезды с терновым венцом, впервые доказала концепцию идентификации керна и закачки в 2015 году, но по-прежнему требовала привязи и тщательного мониторинга во время работы. Это исследование привело к созданию RangerBot, который использует несколько двигателей для движения в разных направлениях и был разработан как меньшая по размеру и более дешевая альтернатива предыдущим системам.Научите робота распознавать одни виды и игнорировать другиеОсновная техническая задача исследования заключалась в том, чтобы робот мог отличить морскую звезду с терновым венцом от всего остального на рифе, включая безобидные виды морских звезд, которые выглядят похоже. QUT сообщил, что система компьютерного зрения RangerBot в режиме реального времени смогла идентифицировать морскую звезду с терновым венцом с точностью 99,4% во время тестирования.Следующий ход робота — его последний ход, поэтому его точность была важна. Как только RangerBot подтвердит свои выводы, он вводит однократную инъекцию солей желчных кислот — природного вещества, разработанного исследователями из Университета Джеймса Кука. Эта желчная соль особенно смертельна для морских звезд с терновым венцом, оставляя нетронутыми близлежащие кораллы, рыб и другую живность рифов. Во многих случаях одной инъекции достаточно, чтобы убить целевую морскую звезду, что является улучшением по сравнению с предыдущими методами борьбы, которые иногда требовали нескольких инъекций одному и тому же животному.
Подводное плавание на Большом Барьерном рифе Австралии. Кредит — Викисклад
От удаления морских звезд до обширных работ по коралловым рифамИстория RangerBot началась не с типичного исследовательского гранта, а состязания в популярности. Робот был в основном профинансирован за счет заявки, победившей в конкурсе Google Impact Challenge 2016 года Фонда Большого Барьерного рифа. Работа была поддержана сотнями тысяч голосов общественности и обеспечила финансирование, которое робототехники QUT могут потратить на улучшение робота в течение следующих двух лет перед его презентацией в аквариуме Reef Headquarters в Таунсвилле в 2018 году.С момента своего запуска в 2018 году платформа RangerBot также была адаптирована для более широких задач мониторинга и восстановления рифов, таких как мониторинг качества воды и доставка личинок кораллов в поврежденные районы рифов, и ее работа документируется в рамках текущей инициативы QUT по исследованию коралловых рифов. В 2018 году QUT также адаптировал платформу к LarvalBot для доставки выращенных в лаборатории личинок кораллов на поврежденные участки рифов. Масштаб этих восстановительных работ практически невозможен для водолазов-людей, которые могут выполнить их исключительно вручную.Эта технология не заменит дайверов, биологов и менеджеров рифов, которые выполняют большую часть наземной работы по сохранению Большого Барьерного рифа. Тот факт, что роботы-рейнджеры могут оставаться под водой почти в три раза дольше, чем дайверы-люди за одно погружение, означает, что они могут охватить гораздо большую территорию за одну экспедицию, чем люди с ограниченным запасом кислорода когда-либо могли бы охватить. Вместо этого этот робот предоставляет дополнительные глаза и инструменты для точного нацеливания, позволяет ему работать в течение длительных периодов времени в условиях, которые могут ограничить работу дайверов-людей, может работать ночью в условиях, небезопасных для дайверов-людей, и может сосредоточиться только на одном вредоносном виде, оставляя всех остальных на рифе.
Leave a Reply