通常,动物保护是一种被动的努力,创造保护区或采取其他措施保护植物和动物免受人类侵害。但是,马萨诸塞州理工学院的科学家和学生希望以更积极的方式帮助保护珊瑚礁免受入侵物种的侵害:他们正在建造一个旨在自主捕获并收获威胁珊瑚礁的狮子鱼的机器人。
狮子鱼多年来威胁到美国和加勒比海岸的珊瑚礁。美国国家海洋和大气管理局将它们描述为“可能减少各种本地珊瑚礁相关鱼类丰富度的灵活捕食者”。
在其原生的印度洋 - 太平洋地区内的珊瑚礁中的狮子鱼。
狮子鱼原产于印度洋 - 太平洋和中东,具有鲜明的特征,使其成为珍贵的水族宠物。在可能被不再重视它们的所有者倾倒入大西洋之后,他们的鸡蛋在湾流南行,使它们成为虾,小螃蟹,拿骚石斑鱼和黄尾鲷之间的恶性食肉动物,仅举几例来自遭到攻击。
他们的攻击风格是他们新发现的水域独有的。狮子鱼的背鳍和胸鳍中有空心骨,它们注入毒素。NOAA将他们的鳍甩向目标,估计他们创造了约40种食物。
这就是机器人进来的地方。
WPI计算机科学高级讲师克雷格普特南说:“我们的目标是能够将机器人扔到船的一侧,让它下到礁石上,绘制一条路线并开始搜索。”在一份新闻声明中。“它需要建立一个搜索模式,沿着珊瑚礁飞行,而不是遇到它,同时寻找狮子鱼。这个想法是机器人可以成为环境解决方案的一部分。“
这款水上机器人的八个橙色装饰完全安装在蓝色的旋转木马上。
器人有许多复杂的要求。在设计机器人捕捉特定鱼类时,正确识别过程至关重要。机器人猎人需要能够将狮子鱼与珊瑚礁生态系统内的其他鱼类区分开来,以选择正确的目标。理想情况下,珊瑚礁是繁忙和繁荣的环境,充满了视觉和声音。机器人需要减少大量噪音才能找到目标。
培训来自机器学习。WPI的学生向他们的机器人展示了数千张不同颜色的狮子鱼照片,这些照片取自不同的角度和不同的光照条件,训练它以识别精度超过95%的狮子鱼。机器人还获得了人类潜水员的照片,以便在不完全避免射击的情况下进行训练。
机器人将使用WPI与左轮的圆柱体相比的旋转旋转木马,它将容纳八个可拆卸的矛尖。机动机构将矛的尖端插入鱼体。当这个机械化的轴缩回时,它会将矛尖留在鱼体内并且旋转木马会继续前进。
当使用这样的机械化攻击系统时,浮力会受到影响。作为主要资格项目(MQP)工作的机器人的WPI学生决定通过一个防水的充气室来补偿这一点,每个喷射后它会略微扩大。
所有这些都需要在盐水中完成。“在很多方面,这是该项目中最难的部分,”威廉戈西说,他是一名研究系统浮力和电子室的学生,以及它的射击机制。“只是因为某些东西是防水的并不意味着它会在盐水中起作用,盐水是一种令人难以置信的腐蚀性物质。”
在2018-19学年期间,机器人的下一个是第二个MQP团队将专注于机器人的全球导航系统。希望除了减少狮子鱼对珊瑚礁的威胁之外,机器人还可以为那些将狮子鱼卖给当地餐馆的渔民提供收入来源。
珊瑚礁需要他们能得到的所有帮助。事实证明,不断上升的水温对澳大利亚的大堡礁构成了重大威胁。一些科学家认为,使用CRISPR技术对珊瑚进行遗传编辑可能是未来拯救珊瑚礁的最佳希望。但机器人退伍军人也可能有所帮助