Uus uus

Kas tapjarobotid aitavad päästa suure tõkkerahu?

Austraalia teadlased kasutavad kurikuulsalt raskesti tapetava kahjuri vastu võitlemiseks autonoomset tehnoloogiat

Illustratsioon: Derek Ercolano

Märkan ühte selgel septembrihommikul, ujudes läbi leigete vete Suure Vallrahu ümbruses. Silmatorkav meritäht, kaberneti värv ja rohkem kui tosin sporti, mis kallistab koralli õrnalt kõverduvat seljandikku. See näeb välja armas ja ohtlik ning mitte ainult seetõttu, et ma tean, et seda katvad pikad seljad on lakitud mürgiga.

See olend, mis asub kahetunnise paadisõidu kaugusel Townsville'ist Austraalia kirderanniku ääres, on tuntud kui okkade kroon meritäht. Kuigi see on esimene, mida ma kunagi näinud olen, pole see kaugeltki üksi. Alates 2010. aastast on nende katk, kelle arv on miljonites, tarbinud metoodiliselt Suurt Vallrahu, esindades veel ühte eksistentsiaalsete ohtude seeriat korallrifide süsteemile, mida on juba haavanud intensiivsed orkaanid ja nõrgendanud erakordselt sooja vete löögid. .

Samuti pole see esimene puhang. Alates 1962. aastast on nende populatsioonid tõusnud riffe staatuse tõusule umbes iga 17 aasta tagant, alustades Cairnsist põhja poole ja levides lainetena lõunasse - vabalt ujuvate vastsete poolt, mida kannavad hoovused. Pärast rifile asumist muutuvad nad pisikesteks tähtedeks, mida on võimatu märgata. Nad ei hakka koralli sööma enne, kui ta on jõudnud vähemalt kuue kuuni, olles siiski peenraha väiksemad.

Foto autor.

Kuid sealt edasi hakkavad nad tõsiselt kasvama ja sööma, meenutades peagi oma piiblilist nimekaimu. Meritähest saab armee, mis marsib nende suust välja pressitud magudel, seedides nende all õhukese kihi elavat koralli, eelistades kiiremini kasvavaid korallid, mida kõige rohkem mõjutavad meretemperatuuri tõusu põhjustatud pleegitamine.

Kõik see on viis öelda: On selge, et see minu ees olev olend peab surema. Kuid neid kahte sukeldumist, kelle ülesandeks on tappa selle rehe ääres võra-okkad, pole kusagil silmist. Varsti on nõme, peksjas kaabakas kadunud. See on koht, kuhu tulevad tapjarobotid.

Kaks päeva varem seisin ma eredalt valgustatud laboris Brisbanes 800 miili kaugusel rannikust, hoides käes Samsungi tahvelarvutit ja kavandades sihitud tapmist. Minu ees oli viis veealust robotit, igaüks umbes 2,5 jalga pikk ja 1,5 jalga lai. Need olid kollaseks ja mustaks värvitud nagu hornaadid ja need tulid nõelaga vastavusse: igaüks neist oskas leida ja tappa okkade meritähti ilma inimese sekkumiseta. "See on RangerBot," ütleb Queenslandi tehnikaülikooli rõõmsameelne robotist Matthew Dunbabin.

RangerBoti idee sai alguse 2005. aastal, kui Dunbabin ja tudeng lõid algoritmi, mis tuvastaks kahjurid. Ehkki nende süsteem tuvastas meritäht umbes 67 protsenti ajast - mida peeti toona tehnika tasemeks -, seisis Dunbabini ees hoopis praktilisem väljakutse: nende tapmise mehaanika.

Foto viisakalt Queenslandi tehnikaülikoolilt.

Varem olid inimesed proovinud okkaliste võrade tapmiseks mitmeid viise: tõmmates need käsitsi maismaalt kõrvaldamiseks rifide küljest lahti; elektrilöögi andmine; nende keha tükeldamine (ainult selleks, et nad taaselustuksid); või nende keha ja vähemalt 20 relva süstimine mürgiste või happeliste kemikaalidega - meetod, mida eelistas väike arv sukeldujaid, kes tol ajal töötasid meritähtpopulatsioonide hävitamiseks populaarsetes turismikohtades.

Dunbabini programm võis meritähte ära tunda, kuid tal polnud tehnoloogiat nende tapmiseks. Õnneks ei olnud tal seda vaja. 2014. aastal leidsid teadlased, et soolast ja sapist saadud lahus kutsus okkade okastes esile äärmise ja surmava immuunreaktsiooni, koputades ühe, 10 milliliitrise ampsuga kõik, välja arvatud suurim meritäht.

"See oli mänguvahetaja," sõnas Dunbabin. "Kui me seda kuulsime, mõtlesime:" Olgu, võime seda uuesti vaadata. ""

Tema ja ta kolleegid hakkasid ehitama RangerBoti eelkäijat, kollast torpeedosarnast autonoomset sõidukit nimega COTSbot (COTS on okaskroonide meritähe lühend). Selle keha külge oli kinnitatud sapp-soolalahuse süstimiseks varustatud süstlaga varustatud pneumaatiline voltimisvars. See vedas kaks liitrit lahust, piisab 200 süstimisest ühe reisi kohta.

Piltide kogumiseks COTSboti tuvastussüsteemi koolitamiseks (ja see aitab välja selgitada süstete tegemiseks kõige paremad nurgad ja asukoha) kleepis Dunbabin GoPro kaamerad sukeldujate süstimispüstolitele, mis kalasid meritähtede riffi. Seejärel sööstis Dunbabini meeskond need ja muud pildid - kokku rohkem kui 100 000 - sügava õppimise mudelisse, mis õppis Dunbabini kolleegi Feras Dayoubi abiga eristama paljusid relvastatud okkade võralisi meritähti näiteks hargnevast hargnemisest. staghorn korall.

Foto autor.

Autonoomse tapmisroboti arendamine polnud probleemideta. Internetist pärinevad pildid, mida varakult kasutati roboti nägemise arendamisel, olid Dunbabini poolt sageli glamuurkaadritena ideaalselt raamitud ja valgustatud pildid, mitte koralli ümber keritud poolvarjatud meritäht, mida robot tõenäolisemalt kohtas. Samal ajal soovis robootikameeskond vältida varjatud riidu takerdumist, jälitades samal ajal neid varjatud kriitikuid ja otsustas keskenduda meritähele, keda nad pidasid suhteliselt kättesaadavaks - see tähendab, et vähemalt 40 protsenti tema kehast on nähtavad.

COTSbot arendas võimet neid meritähti 99,4-protsendilise täpsusega tuvastada ja tegi Dunbabini sõnul oma kaheaastase roboti eluea jooksul süste rohkem kui 200 meritähele. Kuid enam kui nelja jalga pikk ja 66 naela pikkune ning kümneid tuhandeid dollareid maksv COTSbot - mille toimimiseks oli vaja ka eksperti - oli kontseptsiooni tõestus, mitte lõplik tööriist. Oli aeg täielikuks ümberkujundamiseks.

Okk-võrapuhangute täpne põhjus on ebaselge, kuid näib, et mängus on mitu tegurit. Esiteks kasvab meritäht kiiresti ja paljuneb rikkalikult. Üksik emane võib aastas vabastada kuni 65 miljonit muna. Teiseks ujutavad rannikuveed üle toiteelemendid, mis eemaldavad selliseid allikaid nagu suhkruroofarmid, pakkudes rikkalikult toitu fütoplanktonile, mida meritäht tarbib. Lõpuks on inimesed igal tasemel ületanud röövloomi, kes neid selgrootuid söövad. Sellistes tingimustes näib õitsev okkade meritäht õitsevat. Suur Vallrahu, vähem.

Austraalia valitsus näis aga kuni viimase ajani aeglaselt tegelevat korallide söömise meritähtede buumidega, kuna korallide üldine väljavaade muutus üha hirmsamaks. "Valitsuse laiaulatuslik tõrjeprogramm algas 2012. aastal, nii et on möödunud kaks aastat pärast praeguse haiguspuhangu algatamist," ütles Mary Bonin, oravate ookeani ääres asuva meritähe majandamispargi haldamise programmi abidirektor Mary Bonin. riffi haldav agentuur

Foto autor.

Aastatel 2012 kuni 2017 koosnes valitsuse oravate kroonide tõrje programm ühest sihtotstarbelisest anumast ja mitte ühestki põhjalikust strateegiast, millest rääkida. See tegutses põhjapoolses turistide piirkonnas, kus väljaõppinud tuukrid süstisid ja tapsid tuhandeid meritähti. Valitsus lisas teise paadi 2017. aasta jaanuaris ja sel aastal toob see kokku kaheksa.

Inspireerituna lendavate droonide laialdasest kasutuselevõtust, mõtiskles Dunbabin: "Kas me saame luua mere drooni?"

Hiljuti on Queenslandis, Suure Tõkkeraffiga piirnevas osariigis, föderaalsed ametid ja ülikoolid loonud seda väga vajalikku strateegiat nii kontrolliprogrammi juhtimiseks kui ka seda informeeriva uurimistöö tähtsuse järjekorda seadmiseks. Ökoloog David Westcott aitab neid jõupingutusi juhtida, nagu ta ütleb: "Nii, et me ei kulutaks ainult miljoneid dollareid igal aastal asjade tapmisele."

Koristusprogrammi suur väljakutse on see, et sukeldujad peavad ikka ja jälle sama riffi uuesti üle vaatama - mida Bonin võrdleb „aia umbrohutõrjega“ -, kuna okk-okkad on sageli varjatud kivi- ja korallide labürintides ning on aktiivsemad öösel. "Isegi kui külastate palju võra-okkadega ala, võite tappa kõik, mida näete, kuid te ei näe neid kõiki," ütleb neid meritähti uuriv riff-ökoloog Morgan Pratchett. "See on suur probleem."

Inspireerituna lendavate droonide laialdasest kasutuselevõtust, mõtiskles Dunbabin: “Kas me saame luua mere drooni?” 2016. aastal tegi tema meeskond ülikoolis koostööd Suure Vallrahu Sihtasutusega ja taotles (ja võitis) 750 000 USA dollarit rahastamist Google'i heategevuslik käsi. Kui minna kaugemale tapuroboti ideest, tegid nad ettepaneku töötada välja odavate, hõlpsasti kasutatavate Šveitsi armee nuga, mis võimaldaks riffide jälgimiseks ja haldamiseks midagi sellist, mis võimaldaks meritähtedele surmavaid süste teha nagu COTSbot tegi, kuid tegeleks ka selliste ülesannetega. nagu korallide uurimine, veeproovide kogumine ja ookeani põhja kaardistamine.

Kaks aastat hiljem sündis RangerBot. See robot, mis on umbes pool COTSboti suurusest ja kaalust ning kaheksandik maksumusest, tugineb kolmele roboti nägemise süsteemile: üks okkade võra tuvastamiseks, üks navigeerimiseks ja teine ​​piltide salvestamiseks ja jälgimiseks. See "näeb", kasutades ühte ettepoole ja ühte allapoole suunatud stereokaamerat, igaüks külgneb paari tulega, mis teeb öised missioonid nüüd võimalikuks. Viiest kuni kuue tõukejõuni minek võimaldab paremat manööverdamist õrnade korallide komplekside ümber ja täpsemat positsioneerimist meritähe kohal - see on COTSboti jaoks, millel puudub külgmine juhtimine, suur raskus. Tahvelarvutite kaudu juhitavat süsteemi on märkimisväärselt lihtne kasutada, selleks on vaja vaid ametlikku koolitust. Eemaldatavad patareid, mis suudavad täita kuni kaheksa tunni pikkusi ülesandeid, lisavad veelgi suuremat paindlikkust.

Foto viisakalt Queenslandi tehnikaülikoolilt.

"Me ei konkureeri kunagi inimestega nende osavuse, võimekuse järgi korallide all vaadata," ütleb Dunbabin RangerBoti meritähtede leidmise ja tapmise võimalustest, "aga mida me võiksime teha, on pakkuda neile tööriistu, mis aitavad neil kallile jõuda. . ”

RangerBot on endiselt katsejärgus, kuid see funktsioonide komplekt võiks muuta selle uuringute jaoks ideaalseks, pakkudes kiiret ülevaatust kohtades, kus meritäht on kõige kontsentreeritum, ja aidates kontrollrühmadel optimeerida jõupingutusi. Samuti näevad eksperdid robotite saatmist sügavamatesse või ohtlikumatesse vetesse, et vältida selliseid sukeldujate riske nagu kõrgem rõhk, haid ja krokodillid. Praegu on RangerBot tõenäoliselt kõige tõhusam pigem jälgimismasina kui juhtimismasinana, ”ütleb Westcott, kes siiski kavatseb selle lõpuks juhtimisprogrammi integreerida. "Läheb kaua aega, enne kui meil on reedel tuhandeid neid asju väljas, tappes okkade meritäht."

Praegu on Dunbabinil viis robotit, veel viis töös. Ta on pälvinud huvi mitmesuguste taotluste vastu nagu mererohu uuringud ja sildumiskontrollid. Oktoobris võitis ta koos kaastöötajaga umbes 225 000 dollarit korallide taastamise projekti jaoks, mille käigus kohandatakse RangerBot korallide vastsetega kahjustatud riffe seemneks.

“Arvasin, et hakkan inimesi tapmisroboti ehitamise pärast hammustama,” tunnistas Dunbabin. Selle asemel küsivad kriitikud, kas see on piisavalt tapja.

Merepargi ametkond jälgis oktoobri lõpus RangerBoti täielikku meeleavaldust, mis Dunbabini sõnul toob lähikuudel veelgi rohkem funktsioone ja uusi rakendusi. "Inimestele jääb mulje, et see asi on praegu meritäht tapmas," ütleb Bonin, kes loodab selle potentsiaali tundma õppida. "Me pole veel päris kohal, kuid see on põnev tehnoloogia."

Päeva, mil veetsin snorgeldades Townsville'i lähedal, tapsid kaks sukeldujat vaid umbes 70 meritähte. Kuid üks sukelduja, Warren Haydon, mees, kes näib viie aastakümne sukeldumisest rõõmsalt ilmastik, ütles, et sarnased jõupingutused andsid jaanuaris umbes 700 kroonist okka. Kõigi meritähe tapmiseks kulus neil aeg ja kemikaalid, ütles ta. Kui ma seda riffi nägin, oli selle korallist kahjustatud umbes 65 protsenti, enamasti okkad.

Kuna korallid seisavad silmitsi nii paljude ohtudega, pole taastumine tagatud, kuid ühe ohu eemaldamine suurendab nende võimalusi. "Korallid kasvavad aeglasemalt," ütleb Pratchett. "Kuid ma loodan endiselt, et see taastub."

Mõni kahtleb ikkagi, kas probleemiga üldse tegeleda tuleks. Keegi ei kujuta ette, et tapmisprogramm praeguse puhanguga lõpeks ning globaalne soojenemine kandub Suure Vallrahu tuleviku kohal laiali. Kuid mitmete ekspertide sõnul on meritäheprobleemiga tegelemine midagi sellist, mida nad saavad ja peaksid tegema. Nagu ütles Pratchett: "See ei meeldi, kui keegi sureb vähki, siis ei ravita seda tema nakkust."

Rohan Kilby, nagu Haydon, on juba kaks aastat kohaliku turismifirmaga meritähti tapnud. Ta kahtleb, kas robot suudab meritähte õigesse kohta süstida ja tappa. "Ma olen väga-väga skeptiline, kuidas robot suudab seda teha," ütleb Kilby. Bonin tõstatas sama teema.

“Arvasin, et hakkan inimesi tapmisroboti ehitamise pärast hammustama,” tunnistas Dunbabin. Selle asemel küsivad kriitikud, kas see on piisavalt tapja.

Riffil nägin ma lähedalt, mida on vaja nende meritähtede tapmiseks, kelle põliselanikud ühel päeval iseenesest varisevad ja kui midagi ei muutu, alustatakse tsüklit uuesti. Ujudes veidi kahvatu kullavärvi koralliriiuli kohal, olin tunnistajaks, kuidas Haydon seisis kindlalt, kui ta pistis süstimispüstoli kaks korda hämarasse sinisesse ja punasesse meritähte. Omapärane meritäht, mis oli rohkem kui jalg üle jala, ei teinud mingit ilmset reaktsiooni ja ma jälgisin, kuidas Haydon tõmbas selle riffi küljest lahti metallkonksu abil ja laskis olendil surmani pehmendada.