认识这款对抗珊瑚礁破坏的机器人

Peter Gash (L), owner and manager of the Lady Elliot Island Eco Resort, snorkels with Oliver Lanyon and Lewis Marshall, Senior Rangers in the Great Barrier Reef region for the Queensland Parks and Wildlife Service, during an inspection of the reef's condition in an area called the 'Coral Gardens' located at Lady Elliot Island in Queensland, Australia, June 11, 2015. REUTERS/David Gray/File Photo
Humans can only do so much to protect the reef.Image: REUTERS/David Gray/File Photo
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它布满有毒的棘刺,拥有多条腕足,并具有再生能力。它食欲旺盛,进食时会将胃从口中翻出,所过之处只留下骨骼。

但这并非科幻小说中的幻想。棘冠海星(COTS)是现实中的怪物,正在入侵我们的海洋。

体型大小从宽25至80厘米不等,以珊瑚为食的棘冠海星是世界上第二大的海星,并且日益威胁着珊瑚礁。一只海星在一个繁殖季节可产下6000万枚卵。由于天敌因过度捕捞和海水污染而减少,它们正在迅速繁殖。

海星的食物通常是分枝状珊瑚,这类珊瑚的生长速度快于其他物种。若缺少这类珊瑚,其他任何珊瑚以及海绵和藻类都会成为它们的猎物。

在健康的珊瑚礁系统中,海星有助于提高生物多样性,为生长较慢的珊瑚提供繁荣的机会。但当棘冠海星大量繁殖时,珊瑚礁系统可能遭到毁灭,海星种群能够剥去珊瑚90%的活组织,珊瑚组织。

以牙还牙

目前控制棘冠海星种群的方法包括:将海星捞上岸并掩埋、向其注射有毒化学物质或胆盐,以及建造水下围栏以限制其活动。

然而,这些方法成本高昂、需要大量人力,且只有在对具有较高社会经济或生物学价值的珊瑚礁(例如旅游目的地)而言,才具备现实的合理性。

Image: Barrierreef.org

因此,昆士兰科技大学的科学家在谷歌非营利部门的资助下,提出了一种新的解决方案。他们将机器人技术与人工智能(AI)相结合,开发出RangerBot,这是一种低成本的自主水下航行器,能够追踪并消灭海星。

该技术的准确度极高,在实验室测试中能够以99%的正确率识别棘冠海星,即使是面对3D打印的仿制品也不例外。

该机器人沿预先编程的路线,借助推进器在珊瑚礁上巡逻。声呐和摄像头确保其在靠近珊瑚礁的同时不会碰撞,从而避免损坏其脆弱的结构。

机器人的摄像头负责扫描海星,它经过训练,能够识别海星独特的紫色体色、爬行方式以及它们常见的姿态。一旦检测到棘冠海星,机器人便会伸出一只机械臂向其注射胆盐,使海星从内到外被消化。

Image: Barrierreef.org

这台鱼雷形状的机器可在水下停留的时间是人类潜水员的三倍,并且可以在夜间作业。夜间对潜水员而言可能并不安全,而此时海星最为活跃。

一项紧迫的任务

研究表明,棘冠海星爆发对珊瑚礁造成破坏的程度仅次于气旋。

健康的珊瑚礁在棘冠海星爆发后可在10至20年内恢复。但若再加上气候变化带来的其他负面影响,例如珊瑚白化(即海水温度过高导致珊瑚排出其组织中共生的藻类,最终因饥饿而死亡),其恢复的可能性就会降低。

Image: Barrierreef.org

澳大利亚的大堡礁尤其在近代历史上多次遭受严重的棘冠海星爆发,科学家担心,该珊瑚礁可能正面临多种破坏性因素的完美风暴,使其无法恢复。过去30年间,该珊瑚礁的珊瑚覆盖率已下降了50%。

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