Коралловые рифы будет спасать специальный робот

Lionfish - серьезная угроза для морской фауны

Обычно сохранение животных - это пассивное усилие, создание охраняемых зон или принятие других мер для защиты растений и животных от людей. Но ученые и студенты Политехнического института в Массачусетсе хотят защищать коралловые рифы от инвазивных видов: они строят робота, предназначенного для автономной охоты на Lionfish, угрожающего коралловыми рифами.

Lionfish угрожали коралловыми рифами у побережья Америки и Карибского моря в течение многих лет. Национальное управление океанических и атмосферных исследований описывает их как «гибких хищников, потенциально способных уменьшить обилие самых разнообразных популяций, связанных с рифом».

Их родина Индо-Тихоокеанская область и Ближний Востока, у рыбок есть отличительные черты, которые делают их ценными аквариумными домашними животными. После того, как их сбрасывают в Атлантику владельцы, которые больше не ценят их, их яйца отправляются по Гольфстриму на юг, чтобы позволить им стать злобными хищниками среди креветок, мелких крабов и окуней желтого цвет.

Их стиль атаки уникален для их вновь обретенных вод У крылатки есть полые кости в их спинном и грудном плавниках, которые наполнены токсинами.

Вот тут и появляются роботы.

«Цель состоит в том, чтобы иметь возможность бросать робота за борт лодки и спускаться на риф, планировать курс и начинать поиск», - говорит Крейг Путнам, старший преподаватель по информатике в WPI, в заявлении для прессы. «Ему нужно настроить шаблон поиска и пролететь вдоль рифа, а не столкнуться с ним, ища рыбу. Идея состоит в том, что роботы могут быть частью экологического решения ».

У рыболовецкого робота есть много сложных требований. При разработке робота для охоты на одну конкретную рыбу решающее значение имеет процесс идентификации. Роботизированный охотник должен уметь отличать рыбу от других рыб в экосистеме рифов, чтобы выбрать правильную цель. В идеальном случае коралловые рифы заняты и процветают, окружая все. Чтобы найти свою цель, робот должен сократить громадное количество шума.

Это обучение происходит от машинного обучения. Студенты из WPI показали своим роботам тысячи изображений крылатых рыбок разных цветов, взятых под разными углами и с различными условиями освещения, обучая его распознавать рыбу с точностью более 95 процентов. У робота также были фотографии человеческих водолазов, чтобы обучить его тому, чтобы избегать стрельбы.

Робот будет использовать вращающуюся карусель, которую WPI сравнивает с цилиндром револьвера, он будет удерживать восемь съемных наконечников копья. Моторизованный механизм засунет наконечник копья в тело рыбы. Когда этот механизированный вал убирается, он оставит наконечник копья внутри тела рыбы, и карусель будет двигаться дальше.

При работе с такими механизированными системами атаки, как эта, страдает плавучесть. Студенты WPI, работающие над роботом в качестве основного квалификационного проекта (MQP), решили компенсировать это через водонепроницаемую, наполненную воздухом камеру, которая немного увеличивается после каждого копья.

И все это нужно было делать в соленой воде. «Во многом это была самая сложная часть проекта, - говорит Уильям Годси, студент, который работал над системами плавучести и электроники системы вместе с механизмом съемки. «Просто потому, что что-то водонепроницаемо, это не значит, что он будет работать в соленой воде, которая является невероятно коррозионным веществом».

Робот станет лучше ориентироваться на местности

Следующим шагом для развития робота в течение 2018-19 учебного года, станет усовершенствование глобальной навигационной системы робота. Надежда состоит в том, что в дополнение к уменьшению угрозы рифам lionfish, роботы могут обеспечить источник дохода для рыбака, который продаст рыбу в местных ресторанах.

Коралловым рифам нужна вся помощь, которую они могут получить. Повышение температуры воды оказалось серьезной угрозой для Большого Барьерного рифа в Австралии и других. Некоторые ученые считают, что использование технологии CRISPR для генетического редактирования кораллов может стать лучшей надеждой на спасение рифов в будущем. Но роботы-легионеры также могут помочь.