Novo novo

Mogu li ubojice roboti pomoći spasiti Veliki barijerski greben?

Istraživači u Australiji koriste autonomnu tehnologiju za borbu s ozloglašljivim teško ubiti štetočinom

Ilustracija: Derek Ercolano

Vidim ga vedrog rujanskog jutra, dok plivam kroz mlake vode oko Velikog barijerskog grebena. Upečatljiva morska zvijezda, boje caberneta i sportski više od desetak ruku, zagrljaje stranu nježno zakrivljenog grebena koralja. Izgleda lijepo i opasno, i to ne samo zato što znam da su duge bodlje koje ga pokrivaju lakirane otrovima.

Ovo stvorenje, smješteno u dvosatnoj vožnji brodom od Townsville-a, kraj Australije, na sjeveroistočnoj obali, poznato je kao morska zvijezda. Iako je ovo prvo što sam vidio, daleko je od samog. Od 2010. godine njihova kuga, koja broji milijune negdje, metodički proždre Veliki barijerski greben, što predstavlja još jednu u nizu egzistencijalnih prijetnji sustavu koraljnih grebena koji je već ranjen intenzivnim uraganima i oslabljen udarima izuzetno tople vode ,

Ni ovo nije prvo izbijanje. Od 1962. godine, njihova je populacija na grebenu skočila približno do svakih 17 godina, počevši sjeverno od Cairnsa i širila se južno u valovima, slobodno plutajuće ličinke koje nose struje. Nakon što se nastane na grebenu, pretvaraju se u sićušne zvijezde, koje je nemoguće uočiti. Oni ne počnu jesti koralj sve dok ne napune barem šest mjeseci, a još su manji od kilograma.

Autor autor.

Ali od tamo počinju ozbiljno rasti i jesti, ubrzo nalikujući svom biblijskom imenjaku. Zvjezdane ribe postaju vojska koja maršira na stomacima istisnutim iz njihovih usta, probavljajući tanki sloj živog korala ispod njih, favorizirajući brže rastuće koralje, najteže pogođene izbjeljivanjem koje su donijele povišene temperature mora.

Sve je to način kazivanja: Jasno je da ovo stvorenje prije mene mora umrijeti. Ali dvojice ronioca čija je zadaća ubiti trnje vijenca duž ovog grebena nigdje se ne vide. Prije dugog vremena nestao je bodljikavi, peckasti negativac. Tu dolaze roboti ubojice.

Dva dana ranije stajao sam u jarko osvijetljenoj laboratoriji u Brisbaneu, 800 milja niz obalu, držeći Samsungov tablet i planirao ciljano ubojstvo. Ispred mene je bilo pet podvodnih robota, svaki otprilike 2,5 metra i 1,5 metara širok. Bili su obojeni žuto i crno, poput rogova, i dolazili su ubodom uboda: svaki je bio sposoban pronaći i ubiti zvjezdane krune bez ljudske intervencije. „Ovo je RangerBot“, kaže Matthew Dunbabin, veseli robotik sa Tehnološkog sveučilišta u Queenslandu.

Ideja za RangerBot započela je 2005. godine, kada su Dunbabin i student napravili algoritam kojim su mogli prepoznati štetočine. Iako je njihov sustav točno identificirao zvijezde otprilike 67 posto vremena - što se tada smatralo najmodernijim - Dunbabin je bio zaustavljen mnogo praktičnijim izazovom: mehanikom da ih ubija.

Fotografska usluga iz Queensland University of Technology.

U prošlosti su ljudi pokušavali na više načina da ubiju trnje krune: ručno ih izvlačeći s grebena radi odlaganja na kopnu; isporuka strujnog udara; sjeckanje tijela (samo da se regenerišu); ili ubrizgavanje njihovih tijela i više od 20 oružja s otrovnim ili kiselim kemikalijama - metoda pogodovala je malom broju ronilaca koji su u to vrijeme radili na izbacivanju populacije morskih zvijezda na popularnim turističkim mjestima.

Dunbabin je program mogao prepoznati morske zvijezde, ali bio je daleko od tehnologije da ih ubije. Srećom, nije trebao. U 2014. godini, istraživači su otkrili da je otopina dobivena od soli i žuči izazvala ekstremnu i smrtonosnu imunološku reakciju u trnjem krune, izbacujući sve, osim najveće morske zvijezde, jednim 10-mililitrskim pucanjem.

"To je bila izmjena igre", rekao je Dunbabin. "Kad smo to čuli, pomislili smo:" U redu, možemo to ponovo pregledati. "

On i njegovi kolege započeli su izgradnju prethodnika RangerBot-a, žutog torpednog autonomnog vozila pod nazivom COTSbot (COTS je akronim za morske zvijezde). Ispod njenog tijela bila je pneumatska preklopna ruka opremljena špricom za ubrizgavanje otopine žučne soli. U sebi je bilo dvije litre otopine, dovoljno za 200 injekcija po putovanju.

Kako bi prikupili slike za osposobljavanje COTSbotovog sustava za otkrivanje (i pomogli da se utvrde najbolji kutovi i mjesto za isporuku injekcija), Dunbabin je zapeo GoPro kamere na mlaznim puškama ronioca koji kombiniraju greben za morske zvijezde. Dunbabin tim je potom ubacio ove i druge slike - ukupno više od 100.000 - u model dubokog učenja, koji je uz pomoć Dunbabinovog kolege Ferasa Dayouba naučio razlikovati više naoružanu zvijezdu od kruna od trnja, na primjer, grananje staghorn koralj.

Autor autor.

Razvoj autonomnog robota ubojica nije bio bez izazova. Slike s interneta, rane rano u razvoju vida robota, često su bile ono što je Dunbabin nazvao "snimke glamura" savršeno uokvirene i osvijetljene, nego napola skrivene morske zvijezde namotane oko korala na koje je robot vjerovatnije naišao. U isto vrijeme, tim za robotiku želio je izbjeći da se oprema zaglavi u grebenu dok je jurio one skrivene tvorevine i odlučio se usredotočiti na morske zvijezde koje smatraju relativno pristupačnim - to jest s najmanje 40 posto svog tijela.

COTSbot je razvio sposobnost prepoznavanja ovih zvjezdanih riba s 99,4 posto točnosti i, prema Dunbabinu, isporučio je injekcije više od 200 morskih riba tijekom svog dvogodišnjeg robotskog vijeka. No, s više od četiri metra i 66 kilograma, a koštao je desetke tisuća dolara, COTSbot - koji je također zahtijevao stručnjaka za rad - bio je dokaz koncepta, a ne konačan alat. Bilo je vrijeme za cjeloviti redizajn.

Precizan razlog za izbijanje kralježnice nije jasan, no čini se kako igra nekoliko čimbenika. Prvo, morske zvijezde brzo rastu i obilno se razmnožavaju. Pojedina ženka može pustiti do 65 milijuna jaja godišnje. Drugo, hranjive tvari koje ispiraju izvore poput farmi šećerne trske preplavile su obalne vode, osiguravajući obilnu hranu za fitoplankton koji konzumiraju larve larve. Konačno, ljudi su na svim razinama poharali predatore koji jedu ove beskralješnjake. U tim uvjetima izgleda da cvjetave zvijezde procvjetaju. Veliki barijerski greben, manje.

Međutim, činilo se da je australska vlada sporo doskočila naletima zvjezdanih riba koje koralje jedu, budući da su opći izgledi za koralj postali sve strašniji. "Vladin program široke razmjere pokrenut je 2012. godine, dakle dvije godine nakon što je započeo ovaj trenutni napad", kaže Mary Bonin, pomoćnica ravnatelja programa upravljanja morskim parkom krunskog trna u voditelju Velikog barijerskog grebena, vodstvo agencija koja upravlja grebenom.

Autor autor.

Između 2012. i 2017. godine, vladin program kontrole vijenca sastojao se od jedinstvenog namjenskog broda i nema sveobuhvatne strategije o kojoj bi se moglo govoriti. Djelovala je na sjevernom, turistički teškom području, gdje su obučeni ronioci tisuće ubrizgali i ubili morske zvijezde. Vlada je dodala drugi brod u siječnju 2017. i ove će godine donijeti ukupno osam.

Inspirisan širokim usvajanjem letećih bespilotnih letelica, Dunbabin se zapitao: "Možemo li stvoriti morsku dronu?"

Nedavno su savezne agencije i sveučilišta u Queenslandu, državi koja graniči s Velikim barijerskim grebenom, izradili toliko potrebnu strategiju, kako za vođenje kontrolnog programa, tako i za određivanje prioriteta istraživanja kojim se obavještavaju. Ekolog David Westcott pomaže voditi te napore, kako kaže, "tako da ne trošimo samo milione dolara godišnje ubijajući stvari."

Glavni izazov za program izbacivanja ronilaca je da ronioci moraju ponovno pregledati isti greben - nešto što Bonin uspoređuje s "koranjem vrta" - jer su trnovske krune često skrivene u labirintima stijena i koralja i aktivnije su na noć. "Čak i kad odete na lokalitet s puno trnja, možete ubiti svakoga koga vidite, ali ne vidite ih sve", kaže Morgan Pratchett, ekološki greben koji proučava ove morske zvijezde. "To je veliki problem."

Inspiriran širokim prihvaćanjem letećih bespilotnih letelica, Dunbabin se zapitao: "Možemo li stvoriti morsku dronu?" 2016. godine njegov je tim na sveučilištu sklopio partnerstvo sa Zakladom Great Barrier Reef and prijavio (i osvojio) 750.000 AUD u financiranju od Google-ova filantropska ruka. Dalje od ideje o robotu ubojici, predložili su razvoj jeftinog, jednostavnog noža švicarske vojske za nadzor i upravljanje grebenima, nešto što bi moglo upravljati smrtonosnim injekcijama morskim psima, kao što je to činio COTSbot, ali i rješavati zadatke poput kao istraživanje koralja, prikupljanje uzoraka vode i mapiranje dna oceana.

Dvije godine kasnije, rođen je RangerBot. Ovaj robot, otprilike polovine veličine i težine COTSbota i osminu troškova, oslanja se na tri sustava vida robota: jedan za identifikaciju trnovske krune, jedan za navigaciju i jedan za snimanje i nadzor slike. To "vidi" koristeći jednu naprednu i jednu donju stereo kameru, a svaki je okrenut bojom svjetla, čineći noćne misije sada mogućima. Prelazak s pet na šest potisnika omogućuje bolje manevriranje oko kompleksa osjetljivog koralja i preciznije pozicioniranje nad morskim psima - velika poteškoća za COTSbot, koji nije imao bočnu kontrolu. Sustav, upravljan tabletom, nevjerojatno je jednostavan za korištenje, zahtijeva malo formalnog treninga. Izmjenjive baterije koje mogu raditi misije u trajanju do osam sati dodaju još više fleksibilnosti.

Fotografska usluga iz Queensland University of Technology.

"Nikada nećemo nadmašiti ljude u smislu njihove spretnosti, njihove sposobnosti da gledaju pod koralje", kaže Dunbabin iz RangerBot-ovih mogućnosti pronalaženja i ubijanja zvijezda, "ali ono što bismo mogli učiniti je pružiti im alate koji im mogu pomoći da povećaju visinu „.

RangerBot je još uvijek u fazi probnog postupka, ali ovaj paket značajki mogao bi ga učiniti idealnim za istraživanja, omogućujući brzo izviđanje mjesta gdje su morske zvijezde najviše koncentrirane i pomaže kontrolnim timovima da optimiziraju napore. Stručnjaci također predviđaju slanje robota u dublje ili opasnije vode kako bi se izbjegli rizici za ronioce poput visokog pritiska, morskih pasa i krokodila. Trenutačno je „RangerBot vjerojatno najučinkovitiji kao nadzorni stroj, a ne kao upravljački stroj“, kaže Westcott, koji ipak na kraju očekuje da će ga integrirati u program upravljanja. "Proći će dosta vremena prije nego što se tisuće ovih stvari izvedu na grebenu koji ubija zvjezdane zrnce."

Trenutno Dunbabin ima pet robota, s još pet u radu. Primio je zanimanje za prijave jednako raznolike kao i ispitivanja morske trave i inspekcije za privez. U listopadu su on i suradnik osvojili približno 225.000 dolara za projekt obnove koralja, koji će uključivati ​​prilagođavanje RangerBota sjemenu oštećenih grebena s ličinkama koralja.

"Mislio sam da će me ljudi udariti zbog gradnje ubojitog robota", priznao je Dunbabin. Umjesto toga, kritičari se pitaju je li to dovoljno ubojito.

Vlast morskog parka uočila je potpunu demonstraciju RangerBot-a krajem listopada, za koju Dunbabin kaže da će dovesti do još više značajki i novih aplikacija u narednim mjesecima. "Ljudi su pod dojmom da ta stvar trenutno trenutno ubija morske zvijezde", kaže Bonin koji se raduje što će nastaviti učiti o njenom potencijalu. "Nismo još uvijek tu, ali uzbudljiva je tehnologija."

Dan kada sam proveo ronjenje u blizini Townsvillea, dva ronioca izginula su samo oko 70 morskih zvijezda. Ali jedan ronilac, Warren Haydon, čovjek koji izgleda sretno iscrpljen od ronjenja pet desetljeća, kaže da su slični napori u siječnju donijeli oko 700 kruna. Ponestalo bi im vremena i kemikalija da ubiju sve zvjezdane ribe, rekao je. Kad sam vidio taj greben, oko 65 posto njegovog korala je oštećeno, uglavnom od trnja.

S koraljima koji se suočavaju s toliko prijetnji, oporavak nije zajamčen, ali uklanjanje jedne prijetnje moglo bi povećati njihove šanse. "Koralji rastu sporije", kaže Pratchett. "Ali još se nadam da će doći do oporavka."

Ipak, neki uopće postavljaju pitanje vrijednosti rješavanja problema. Nitko se ne pretvara da će programom odvikavanja prestati trenutna epidemija, a globalno zagrijavanje tkala je velikim dijelom u budućnosti Velikog barijerskog grebena. No, nekoliko stručnjaka kaže kako je rješavanje problema zvjezdanih riba nešto što mogu, i trebaju učiniti. Kao što je Pratchett rekao, "Nije kao da će netko umrijeti od raka. Ne liječite njihovu infekciju."

Rohan Kilby, poput Haydona, dvije godine izbacuje morske zvijezde s lokalnom turnejskom tvrtkom. Sumnja da bi robot mogao pravilno ubrizgati morske zvijezde na pravo mjesto i ubiti ga. "Ja sam vrlo, vrlo sumnjičav da će robot to moći učiniti", kaže Kilby. Bonin je pokrenuo isto pitanje.

"Mislio sam da će me ljudi udariti zbog gradnje ubojitog robota", priznao je Dunbabin. Umjesto toga, kritičari se pitaju je li to dovoljno ubojito.

Na grebenu sam izbliza vidio što je potrebno da se ubiju ove morske zvijezde, čije će se izvorno stanovništvo jednoga dana srušiti i ako se ništa ne promijeni, ponovo pokrenuti ciklus. Plutajući točno iznad police bledo zlatnog korala, bio sam svjedok kako se Haydon stalno drži dok je dvaput ubacio pištolj za ubrizgavanje u sumornu plavu i crvenu morsku zvijezdu. Prepoznatljiva zvjezdana riba, dugačka više od stopala, nije očito reagirala, a ja sam gledao kako Haydon koristi metalnu kuku da je skine s grebena i pusti stvorenje da se tiho sruši do smrti.