Yeni Yeni

Katil Robotlar Büyük Bariyer Resifini Kurtarmaya Yardımcı Olabilir mi?

Avustralya’daki araştırmacılar, meşhur öldürülmesi zor bir haşere ile mücadele etmek için özerk teknolojiyi kullanıyor

Örnek: Derek Ercolano

Great Barrier Reef'in etrafındaki ılık sularda yüzerken, Eylül ayındaki açık bir sabahı gördüm. Cabernet'in rengi ve bir düzine koldan daha fazlasını taşıyan çarpıcı bir deniz yıldızı, hafifçe kıvrık bir mercan sırtının kenarına sarılır. Güzel ve tehlikeli görünüyor ve sadece onu kaplayan uzun dikenleri zehirle boğduğunu bildiğim için değil.

Avustralya'nın kuzeydoğu kıyılarındaki Townsville'den iki saatlik bir tekne yolculuğu mesafesindeki bu yaratık, dikenli taç denizyıldızı olarak bilinir. Hayatımda ilk gördüğüm şey olmasına rağmen, yalnız olmaktan uzak. 2010'dan beri, bir vebaları milyonlarca yerde bir araya gelerek, büyük kasırgalar tarafından zaten yaralanan ve olağanüstü ılık suların patlamaları ile zayıflamış bir mercan resif sistemine yönelik bir dizi varoluş tehdit tehdidinde bir diğerini temsil eden Büyük Bariyer Resifi'ni düzenli olarak tüketmektedir. .

Bu da ilk salgın değil. 1962'den beri popülasyonları, her 17 yılda bir kabaca “salgın” statüsüne yükseldi, Cairns'in kuzeyinden başlayıp akıntıların taşıdığı serbest kayan larvalar dalgalarla güneye yayıldı. Bir resife yerleştikten sonra küçük yıldızlara dönüşürler, tespit edilmesi imkansızdır. En az altı aya ulaşana ve bir kuruştan hala küçük olana kadar mercan yemeye başlamazlar.

Yazara göre fotoğraf.

Fakat oradan, onlar yakındaki kutsal adaşlarına benzeyen, ciddi bir şekilde büyümeye ve yemeye başlarlar. Denizyıldızları, ağızlarından çıkarılan mideler üzerinde yürüyen, altlarındaki canlı mercan katmanını sindiren, daha hızlı büyüyen mercanları, yükselen deniz sıcaklıklarının neden olduğu ağartmanın en ağır etkisi olan bir ordu haline geldi.

Bunların hepsi söylemenin bir yolu: Açıkçası, benden önce bu yaratığın ölmesi gerekiyor. Ancak, görevi bu resif boyunca dikenli taçları öldürmek olan iki scuba dalgıçları görünüşte yok. Çok geçmeden, dikenli, acayip kötü adam kayboldu. Katil robotların girdiği yer burası.

İki gün önce Brisbane'de, sahilin 800 mil aşağısındaki aydınlık bir laboratuarda durdum, bir Samsung tablet tuttum ve hedefli bir ölüm planladım. Önümde her biri yaklaşık 2,5 metre uzunluğunda ve 1,5 metre genişliğinde beş sualtı robotu vardı. Boynuzlar gibi sarı ve siyah renkliydiler ve eşleşecek bir acı çektiler: her biri insan müdahalesi olmadan dikenli taç denizyıldızını bulabilen ve öldürebilen biriydi. Queensland Teknoloji Üniversitesi'nden neşeli bir robotist olan Matthew Dunbabin “Bu RangerBot” diyor.

RangerBot fikri, 2005 yılında, Dunbabin ve bir öğrencinin, zararlıları tanıyabilecek bir algoritma yaratmasıyla başladı. Sistemler denizyıldızını zamanın yüzde 67'sini doğru bir şekilde tanımlarken - o zamanlar sanatın durumu olarak düşünüldüğünde - Dunbabin çok daha pratik bir zorlukla bastırıldı: aslında onları öldürme mekanizması.

Queensland Teknoloji Üniversitesi Fotoğraf nezaket.

Geçmişte, insanlar dikenli taçları öldürmenin birçok yolunu denemişlerdi: onları karada elden çıkarmak için onları resiflerden çekerek; elektrik çarpması sağlanması; vücutlarını kesmek (sadece yenilenmelerini sağlamak için); veya vücutlarına ve 20 koldan yukarıya toksik veya asidik kimyasallar enjekte etmek - popüler deniz kenarı popülasyonlarını popüler turistik yerlerden çıkarmak için çalışan küçük dalgıçların tercih ettiği yöntem.

Dunbabin’in programı denizyıldızını tanıyabilir, ancak onları öldürecek teknolojiye sahip olmaktan uzaktı. Neyse ki, ihtiyacı yoktu. Araştırmacılar, 2014 yılında, tuz ve safradan elde edilen bir çözeltinin, dikenli taçlarda aşırı ve ölümcül bir bağışıklık reaksiyonu yarattığını, tek bir 10 mililitrelik atışla en büyük denizyıldızı dışında bıraktıklarını buldular.

Dunbabin, “Bu oyun değiştiriciydi” dedi. “Bunu duyduğumuzda,“ Tamam, bunu tekrar görebiliriz. ”Diye düşündük.”

O ve meslektaşları RangerBot’un öncülü olan COTSbot adında sarı bir torpil benzeri özerk araç üretmeye başladı (COTS, dikenli denizyıldızının kısaltmasıdır). Vücudunun altına, safra tuzu çözeltisini enjekte etmek için bir şırınga ile donatılmış pnömatik bir katlama kolu vardı. Yolculuk başına 200 enjeksiyona yetecek iki litre solüsyon taşıdı.

Dunbabin, COTSbot’un algılama sistemini eğitmek için görüntüler toplamak (ve enjeksiyonları yapmak için en iyi açıların ve konumun belirlenmesine yardımcı olmak için), Dunbabin, denizyıldızı için resifleri birleştiren dalgıçların püskürtme tabancalarına GoPro kameraları sıkıştı. Dunbabin ekibi daha sonra bu ve diğer görüntüleri - toplamda 100.000'den fazla -, Dunbabin meslektaşı Feras Dayoub'un yardımıyla, çok sayıda silahlı dikenli taç denizyıldızını, örneğin bir dallanmadan ayırmayı öğrenen derin bir öğrenme modeline besledi. staghorn mercan

Yazara göre fotoğraf.

Özerk bir katil robot geliştirmek, zorluk çıkarmadan değildi. Robot vizyonunun geliştirilmesinde erken dönemde kullanılan internet görüntüleri, Dunbabin’in “çekici çekimler” olarak adlandırdığı, genellikle mercanın etrafına dolanan ve mercanın etrafına dolanan yarı-gizli denizyıldızı yerine, mükemmel şekilde çerçevelenmiş ve yanıyordu. Aynı zamanda, robot ekibi bu gizli kriterleri takip ederken ekipmanın resifte sıkışıp kalmasını önlemek istedi ve nispeten erişilebilir olduğunu düşündükleri denizyıldızına odaklanmaya karar verdi - yani vücudunun en az yüzde 40'ı gösteriliyordu.

COTSbot bu denizyıldızını yüzde 99,4 doğrulukla belirleme yeteneğini geliştirdi ve Dunbabin'e göre iki yıllık robotik ömrü boyunca 200'den fazla denizyıldızına enjeksiyon yaptı. Ancak dört metreden daha uzun ve 66 kilo ve on binlerce dolara mal olan COTSbot - aynı zamanda işletmek için bir uzmana ihtiyaç duyan - son bir araç değildi, kavramın bir kanıtıydı. Tamamen yeniden tasarlamanın zamanı gelmişti.

Dikenli taç salgınlarının ardındaki kesin sebep belli değil, ancak bazı faktörler oyunda gözüküyor. İlk olarak, deniz yıldızı hızlı büyür ve bol miktarda ürer. Bekar bir kadın yılda 65 milyona kadar yumurta bırakabilir. İkinci olarak, şeker kamışı çiftlikleri gibi kaynakları yıkayan besinler kıyı sularını siler ve larva denizyıldızının tükettiği fitoplanktonlara bol miktarda yiyecek sağlar. Sonunda, insanlar bu omurgasızları yiyen avcıları her seviyede aşırı avladılar. Bu koşullar altında, dikenli taç denizyıldızı geliştiği görülür. Büyük Bariyer Resifi, daha az.

Bununla birlikte, Avustralya hükümeti mercan yiyen denizyıldızındaki patlamaları ele almakta yavaş görünüyordu, çünkü mercanlar için genel görünüm gittikçe daha da zorlaştı. “Hükümet geniş çaplı kontrol programı 2012'de başladı, bu yüzden bu mevcut salgının başlamasından iki yıl sonra,” diyor Great Barrier Reef Marine Park Authority'nin başbakan denizyıldızı yönetimi programının direktör yardımcısı Mary Bonin resif yönetimi ajansı.

Yazara göre fotoğraf.

2012 ve 2017 arasında, hükümetin dikenli taç kontrol programı tek bir özel gemiden ve konuşacak kapsamlı bir stratejiden oluşmuyordu. Kuzeyde, turist ağır bölgelerinde faaliyet gösteren eğitimli dalgıçlar, denizyıldızlarını binlerce kişi tarafından enjekte edip öldürdüler. Hükümet Ocak 2017'de ikinci bir bot ekledi ve bu yıl toplamı sekize getirecek.

Uçan dronların yaygın olarak benimsenmesinden esinlenen Dunbabin, “Denizden bir dron yaratabilir miyiz?” Diye merak etti.

Son zamanlarda, Great Barrier Reef'i çevreleyen eyalet Queensland'deki federal kurumlar ve üniversiteler, hem kontrol programına nasıl rehberlik edeceği hem de onu bilgilendiren araştırmaya nasıl öncelik verileceği için bu kadar ihtiyaç duyulan stratejiyi yaratıyor. Ekolojist David Westcott, “Her yıl sadece bir şeyler öldürmek için milyonlarca dolar harcamıyoruz” dediği gibi, bu çabalara öncülük etmekte yardımcı oluyor.

Toplama programı için büyük bir zorluk, dalgıçların aynı resifleri tekrar tekrar ziyaret etmeleri gerektiğidir - Bonin “bahçeyi ayıklamakla” karşılaştırır - dikenli taç genellikle kaya ve mercan labirentlerinde gizlenir ve gece. Bu denizyıldızını inceleyen resif ekolojisti Morgan Pratchett, “Çok fazla dikenli taç olan bir siteye girseniz bile, gördüğünüz her birini öldürebilirsiniz, ancak hepsini görmüyorsunuz” diyor. “Bu büyük sorun.”

Uçan dronların yaygın olarak benimsenmesinden esinlenen Dunbabin, “Denizden bir drone yaratabilir miyiz?” Diye merak etti 2016 yılında, üniversitedeki ekibi Great Barrier Reef Vakfı ile ortaklık kurdu ve fon için 750.000 $ 'a fon sağladı (ve kazandı) Google'ın hayırsever kolu. Bir katil robot fikrinin ötesine geçerek, düşük maliyetli, kullanımı kolay İsviçre ordusunda bir resif izleme ve yönetim bıçağı geliştirmeyi önerdiler, COTSbot gibi denizyıldızlarına öldürücü enjeksiyonlar uygulayabilen bir şeydi. mercanları araştırmak, su numuneleri toplamak ve okyanus tabanını haritalamak gibi.

İki yıl sonra, RangerBot doğdu. Bu robot, yaklaşık COTSbot'un boyutunun ve ağırlığının yarısı ve maliyetinin sekizde biri kadar olan üç robot vizyon sistemine dayanır: biri dikenli taç tanımlamak için, biri navigasyon için diğeri görüntü kaydı ve gözetimi için. Her biri bir çift ışıkla kuşatılmış bir ileri ve bir aşağı stereo kamera kullanarak “görüyor” ve bu da gece görevlerini mümkün kılıyor. Beşten altıya iticilerin ilerletilmesi, hassas mercan kompleksleri etrafında daha iyi manevra yapma ve denizyıldızı üzerinde daha hassas konumlandırma sağlar - yanal kontrolü olmayan COTSbot için büyük bir zorluk. Tablet ile kontrol edilen sistemin kullanımı çok kolaydır ve resmi eğitim yoluyla çok az şey gerektirir. Görevleri sekiz saate kadar uzatabilen çıkarılabilir piller daha da fazla esneklik sağlar.

Queensland Teknoloji Üniversitesi Fotoğraf nezaket.

RangerBot'un denizyıldızı bulma ve öldürme yeteneklerini belirten Dunbabin, “El becerilerini, mercanların altına bakma yeteneklerini, asla bir insandan daha fazla rekabet edemeyiz” diyor. .”

RangerBot hala deneme aşamasındadır, ancak bu özellikler paketi, denizyıldızının en yoğun olduğu yerlerin hızlı bir şekilde keşfedilmesini ve kontrol ekiplerinin çabalarını optimize etmelerine yardımcı olan anketler için ideal yapabilir. Uzmanlar ayrıca daha yüksek basınç, köpekbalıkları ve timsahlar gibi dalgıçlar için riskleri önlemek için robotları daha derin veya daha tehlikeli sulara göndermeyi öngörüyor. Şu anda, “RangerBot muhtemelen bir kontrol makinesi yerine bir gözetleme makinesi olarak en etkili” diyor Westcott, ancak sonunda onu yönetim programına entegre etmeyi umuyor. “Dikenli taç denizyıldızı resiflerinde binlerce şey yaşamamız çok uzun zaman alacak.”

Halen, Dunbabin’in çalışmalarında beş robotu ve beş robotu var. Seagrass anketleri ve demirleme denetimleri gibi çeşitli uygulamalara ilgi duydu. Ekim ayında, o ve bir ortak çalışan, RangerBot’u mercan larvalarıyla birlikte zarar görmüş resifleri tohumlamak için uyarlamayı içerecek bir mercan restorasyon projesi için yaklaşık 225.000 dolar kazandı.

Dunbabin, “Katil bir robot yapmak için insanlar tarafından dövüleceğimi düşündüm” dedi. Bunun yerine, eleştirmenler yeterince katil olup olmadığını merak ediyorlar.

Deniz parkı otoritesi, Dunbabin’in önümüzdeki aylarda daha fazla özellik ve yeni uygulamalara yol açacağını söylediği Ekim ayı sonlarında RangerBot’un tam bir gösterisini yaptı. “İnsanlar şu anda orada olan şeylerin denizyıldızlarını öldürdüğü izlenimini altında” diyor Bonin, potansiyelini öğrenmeye devam etmeyi dört gözle bekliyor. “Henüz tam olarak orada değiliz, ancak heyecan verici bir teknoloji.”

Townsville'de şnorkelle daldığım gün, iki dalgıç, sadece yaklaşık 70 denizyıldızını avladı. Ancak bir dalgıç, beş yıl süren dalıştan mutlu bir şekilde havalandırılmış görünen bir adam olan Warren Haydon, Ocak ayındaki gibi benzer çabaların yaklaşık 700 dikenli taç verdiğini söylüyor. Tüm denizyıldızlarını öldürmek için zamanın ve kimyasalların tükeneceğini söyledi. Bu resifi gördüğümde, mercanının yaklaşık yüzde 65'i, çoğunlukla dikenli taçlardan zarar görmüştü.

Mercanların çok fazla tehditle karşı karşıya kalması durumunda, iyileşme garanti edilmez, ancak bir tehdidin kaldırılması şanslarını artırabilir. Pratchett, “Mercanlar yavaşlıyor” diyor. “Fakat hala iyileşme olacağını umuyorum.”

Yine de bazıları soruna hitap etmenin değerini sorguluyor. Kimse mal toplama programının mevcut salgına son vereceğini iddia etmiyor ve küresel ısınma Great Barrier Reef’in geleceği üzerinde büyük bir düşüş gösteriyor. Ancak bazı uzmanlar denizyıldızı sorunuyla mücadele etmenin yapabilecekleri ve yapmaları gereken şeyler gibi hissettiklerini söylüyorlar. Pratchett'in dediği gibi, “Biri kanserden ölecek olursa, enfeksiyonlarını tedavi etmiyorsunuzdur”.

Haydon gibi Rohan Kilby de iki senedir yerel bir tur şirketiyle denizyıldızını avlıyor. Bir robotun denizyıldızını tam olarak doğru yere enjekte edebileceğinden ve onu öldürebileceğinden şüpheleniyor. Kilby, “Bir robotun bunu yapabileceği konusunda çok şüpheciyim” diyor. Bonin de aynı sorunu dile getirdi.

Dunbabin, “Katil bir robot yapmak için insanlar tarafından dövüleceğimi düşündüm” dedi. Bunun yerine, eleştirmenler yeterince katil olup olmadığını merak ediyorlar.

Resifte, bir gün kendi başına çökecek olan bu denizyıldızını öldürmek için neye ihtiyaç duyduğumu gördüm ve eğer bir şey değişmezse, çevrimi yeniden başlatmaya başladım. Altın bir mercan rafının hemen üstünde yüzen, enjeksiyon tabancasını iki kez koyu mavi ve kırmızı denizyıldızlarına yerleştirirken Haydon’ın kararlı bir şekilde durduğunu gördüm. Bir ayağından daha fazla olan belirgin denizyıldızı belirgin bir tepki vermedi ve Haydon'ın kayalıktan çıkarmak için metal bir kanca kullanmasını ve yaratığın ölümüne yumuşakça takılmasını sağlamak için izledim.