Robot Dapat Membantu Mengurangi Ancaman Spesies Invasif

Seekor ikan robot bisa menakut-nakuti dan menekankan spesies invasif cukup bahwa penjajah menurunkan berat badan dalam percobaan laboratorium. Temuan baru menunjukkan bahwa robot mungkin suatu hari membantu mengendalikan hama seperti itu di alam liar.

Para ilmuwan fokus pada nyamuk (Gambusia affinis), yang sekarang mungkin menjadi ikan air tawar paling luas di dunia. Ikan kecil, kuat, dan sangat agresif ini diperkenalkan ke banyak perairan di awal abad ke-20 untuk membantu melahap larva nyamuk – mereka dapat makan hingga 167% dari berat badan mereka setiap hari. Namun, mereka sering mengalahkan dan menghancurkan banyak populasi ikan asli dan amfibi.

“Nyamuk ada di mana-mana dan ada berton-ton,” kata rekan penulis studi Maurizio Porfiri, seorang insinyur mesin di New York University.

Mencoba menangkap nyamuk dengan tangan “sama dengan mencoba mengosongkan laut dengan sendok,” kata Porfiri. “Beda halnya jika kita meninggalkan sesuatu perangkap di alam liar, maka ada kemungkinan besar, kita akan menangkap banyak spesies lain bersama-sama dengan nyamuk, dengan risiko melakukan lebih banyak kerusakan daripada kebaikan bagi lingkungan.” Upaya menggunakan pestisida untuk memerangi spesies invasif ini akhirnya melukai ikan asli, tambah para peneliti.

Sebaliknya, Porfiri dan rekan-rekannya berusaha mengendalikan nyamuk dengan memengaruhi perilaku mereka menggunakan ikan robot. Dalam percobaan laboratorium sebelumnya, mereka telah menunjukkan bahwa ikan sungguhan dapat dibujuk untuk mengikuti ikan mekanis sekitar, penelitian yang mungkin suatu hari membantu memimpin sekolah ikan jauh dari polusi, tumpahan minyak dan bahaya lainnya.

Para peneliti menciptakan sebuah robot yang tubuh silikonnya dibentuk dan dicat agar menyerupai bass largemouth, predator utama nyamuk. Lebih dari 80% ikan yang dikonsumsi oleh ikan largemouth bass di perairan asli mereka adalah nyamuk. Robot dikendalikan melalui batang memanjang dari bagian bawah tangki ikan, dan komputer menggunakan kamera untuk memandu robot.

Porfiri dan rekan-rekannya mengekspos kelompok nyamuk pada replika mekanik ini selama satu sesi 15 menit per minggu selama enam minggu berturut-turut. Para peneliti memvariasikan bagaimana robot berperilaku hidup di seluruh kelompok ini. Kadang-kadang berenang dengan kecepatan konstan, sementara dalam kasus lain bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda, meniru pola renang yang dicatat para ilmuwan dari bass remaja juvenile. Kadang-kadang bahkan disimulasikan serangan terhadap nyamuk.

“Robot itu dirancang berdasarkan prinsip biologis yang akan membuatnya tampak sebagai ancaman hanya bagi nyamuk, tidak meninggalkan jejak lain pada lingkungan,” kata Porfiri.

Para ilmuwan memantau nyamuk untuk perilaku yang terkait dengan ketakutan, seperti tidak bergerak, berenang dalam pola yang tidak menentu, dan ragu-ragu ketika menjelajahi ruang terbuka yang tidak dikenal dan berpotensi berbahaya. Mereka juga membius ikan setiap minggu untuk mengukur berat dan panjangnya.

Seperti yang diharapkan, nyamuk yang terkena perilaku robot agresif menyerupai predator kehidupan nyata menunjukkan rasa takut paling banyak. Mereka juga kehilangan berat badan, yang menunjukkan mereka stres dan memiliki cadangan lemak yang lebih rendah. Ikan dengan cadangan energi lebih rendah cenderung mengejar reproduksi atau bertahan lama di alam liar.

“Kami tidak membunuh ikan dan kami tidak berencana melakukannya,” kata Porfiri. “Rencana kami adalah untuk secara selektif menekankan orang-orang jahat sehingga mereka tidak akan terlalu bermasalah untuk spesies asli dan yang terancam punah. Mudah-mudahan, konsekuensi dari stres ini adalah nyamuk akan bereproduksi lebih sedikit dan jumlah mereka akan berkurang dari waktu ke waktu di daerah di mana mereka seharusnya tidak menjadi. menyajikan.”

Pekerjaan ini “menyediakan strategi canggih untuk mengelola spesies hewan yang dianggap hama,” kata ahli zoologi dan biorobotik Donato Romano di Sekolah Studi Lanjut Sant’Anna di Pisa, Italia, yang tidak ikut serta dalam penelitian ini. “Ini bisa mewakili tengara untuk arah masa depan dalam pengendalian hama terpadu yang bertujuan untuk pengelolaan hama yang lebih aman.”

Sebagai contoh, “bayangkan sekelompok robot berpatroli di area di mana nyamuk berada, hanya untuk beberapa menit per hari,” kata Porfiri. “Jika pendekatan kami bekerja di luar lab, kami bisa melihat cara baru untuk mempertahankan spesies asli dan menghilangkan nyamuk invasif dari lingkungan di mana mereka tidak termasuk.”

Penelitian di masa depan dapat menganalisis bagaimana penurunan berat badan dapat mempengaruhi reproduksi nyamuk. Para ilmuwan juga akan mencari “untuk melengkapi robot dengan sistem visi komputer sehingga bisa mengenali nyamuk di alam liar,” kata Porfiri.