Questo articolo è tratto dalla rivista Hakai, una pubblicazione online sulla scienza e la società negli ecosistemi costieri. Leggi altre storie come questa su hakaimagazine.com.
La Grande barriera corallina australiana non può fare una pausa: oltre a combattere l'inquinamento, gli uragani e gli attacchi di sbiancamento dei coralli, la barriera corallina più iconica del mondo viene mangiata viva da milioni di pungenti, velenosi stelle marine note come stelle marine a corona di spine (COTS). Ma in un matchup adatto a un film di fantascienza, gli scienziati hanno sviluppato un nuovo robot per cacciare e uccidere queste stelle marine: un veicolo subacqueo omicida e autonomo chiamato RangerBot.
Dal 2010, la popolazione di COTS autoctoni che mangiano coralli è in forte espansione e lo scoppio sta affliggendo la Grande Barriera Corallina lunga 2.300 chilometri. RangerBot viene introdotto nella barriera corallina e negli incubi delle stelle marine questa settimana, in parte per aiutare con gli sforzi in corso per il controllo delle COTTE. Questo cacciatore di taglie autonomo è il risultato di oltre un decennio di ricerca e sviluppo da parte del robotico del Queensland University of Technology (QUT) Matthew Dunbabin, sostenuto da una sovvenzione di $ 750.000 da parte del braccio non profit di Google.
Gli scoppi di COT sono stati una delle principali cause di morte dei coralli per la Grande Barriera Corallina in lotta. I boom sembrano essere causati da molteplici fattori: le stelle marine sono prolifiche e in rapida crescita, il deflusso agricolo aumenta il cibo per le loro larve e gli umani hanno sovrascritto i pochi predatori disposti a mangiare i puntaspilli velenosi. La ricerca suggerisce che tenere sotto controllo questa esplosione di stelle marine e prevenire picchi futuri potrebbe contribuire a invertire il declino dei coralli nella Grande barriera corallina.
Qui Dunbabin vide la possibilità di applicare le sue ricerche sulla visione robotica. Nel 2005 Dunbabin ha sviluppato un sistema computerizzato in grado di identificare i COT con un'accuratezza del 67% circa. Ma fare il passo successivo e adattare il sistema in modo da sterminare una stella marina una volta individuata è stata una grande sfida. Uccidere un COTS avrebbe richiesto l'iniezione di una soluzione tossica in ciascuna delle 20 braccia di una stella marina. Ne mancano alcuni e l'animale potrebbe sopravvivere e rigenerarsi. "Questo è un grosso compito anche per un essere umano ed era impossibile per un sistema robotico", afferma Dunbabin.
Ma nel 2014 è arrivata una soluzione a quel particolare problema: la scoperta che un singolo colpo di un derivato della bile (il succo digestivo acido della cistifellea, il più delle volte mucche o pecore) potrebbe inviare COTS rapidamente e completamente. Questi sali biliari causano danni ai tessuti e una potente risposta immunitaria che uccide la stella di mare in meno di 20 ore. Dunbabin ha iniziato a lavorare costruendo un robot basato su questo nuovo sistema di iniezione a colpo singolo. Il risultato fu un robot simile a un siluro chiamato COTSbot. I progressi nella visione robotica e nell'intelligenza artificiale hanno consentito a COTSbot di riconoscere COTS il 99, 4 percento delle volte.
Le stelle marine della corona di spine mangiano coralli e la loro popolazione in forte espansione sta causando gravi problemi nella Grande barriera corallina australiana. (Tarasovs / iStock) Mentre COTSbot è stato una dimostrazione di successo del concetto, aveva molte limitazioni che impedivano il suo uso diffuso sulla barriera corallina. Il robot era grande e costoso e poteva essere utilizzato solo da un esperto. Dunbabin e il suo team hanno immaginato un robot più economico, più piccolo, più versatile e più facile da usare, una visione che hanno realizzato con RangerBot.
“L'obiettivo era renderlo molto intuitivo, come sono i droni oggi. Prendi un tablet, pianifichi un po 'di missione e premi play ", dice Dunbabin. Arrivare a questa fase ha comportato il test e il perfezionamento dei controlli con molti potenziali utenti, compresi gli studenti di oltre una dozzina di scuole superiori regionali. Hanno anche arricchito il kit di RangerBot, dandogli sensori di qualità dell'acqua, luci, batterie rimovibili e un propulsore extra in modo che potesse raccogliere campioni d'acqua, operare di notte e per periodi più lunghi e manovrare in tutte le direzioni.
Russ Babcock, che studia la gestione di COTS presso l'Organizzazione di ricerca scientifica e industriale del Commonwealth in Australia, è ottimista sul potenziale di RangerBot di espandere gli sforzi di controllo delle stelle marine in acque più profonde e meno accessibili e raccogliere dati di alta qualità su coralli e stelle marine per informare l'attuale gestione. “Credo che queste cose abbiano un posto nella cassetta degli attrezzi degli ecologisti marini e ci stiamo avvicinando sempre più al giorno in cui i semplici ecologi marini come me possono farne funzionare uno senza far arrivare un fantino di robotica. Fallo avanti ", dice.
Un giorno, le flotte di RangerBot possono monitorare autonomamente vaste aree della Grande Barriera Corallina, afferma Babcock, integrando i sistemi di monitoraggio attuali e armando i gestori della barriera con dati migliori.
Julia Davies, una delle colleghe di Dunbabin presso QUT, ha contribuito a testare l'interfaccia utente durante lo sviluppo di RangerBot. Paragona il potenziale di RangerBot a quello di un sistema di telecamere del traffico autostradale, che può fornire un rapido avviso di incidenti e rallentamenti.
Più immediatamente, Dunbabin spera che i suoi cinque RangerBot operativi siano in grado di fornire segnali di allarme precoce degli scoppi di COTS nella Grande Barriera Corallina. Tuttavia, rimane realistico sulle limitazioni dei RangerBot. "Dovrebbero essere strumenti per estendere i nostri programmi di gestione", non per sostituirli, afferma.
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