El control de especies invasoras es notoriamente desafiante, especialmente en lagos y ríos donde los peces nativos y otros animales silvestres tienen opciones limitadas de escape. En la última incursión de su laboratorio en el uso de robots biomiméticos para comprender y modificar el comportamiento animal, el profesor de la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York, Maurizio Porfiridirigió un equipo interdisciplinario de investigadores de la NYU Tandon y la Universidad de Australia Occidental para demostrar cómo los peces robóticos pueden ser una herramienta valiosa en la lucha contra una de las especies invasoras más problemáticas del mundo, el pez mosquito.
Encontrado en lagos y ríos de agua dulce en todo el mundo, las poblaciones de peces mosquito han diezmado las poblaciones nativas de peces y anfibios, y los intentos de controlar la especie a través de tóxicos o trampas a menudo fallan o causan daño a la vida silvestre local.
Porfiri y un equipo de colaboradores han publicado los primeros experimentos para evaluar la capacidad de un pez robótico inspirado biológicamente para inducir cambios relacionados con el miedo en el pez mosquito. Sus hallazgos indican que incluso una breve exposición a una réplica robótica del depredador principal del pez mosquito:la lobina negra: puede provocar respuestas de estrés significativas en los peces mosquito, lo que desencadena comportamientos de evitación y cambios fisiológicos asociados con la pérdida de reservas de energía, lo que potencialmente se traduce en tasas de reproducción más bajas.
El artículo, "Respuestas conductuales y de la historia de vida de los peces mosquito a los depredadores robóticos interactivos e inspirados biológicamente", aparece en la edición actual de la revista Journal of the Interfaz de la Royal Society .
"Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que utiliza robots para evocar respuestas de miedo en esta especie invasora", dijo Porfiri. "Los resultados muestran que un pez robótico que reproduce fielmente los patrones de natación y la apariencia visual de la boca grandeel bajo tiene un impacto poderoso y duradero en el pez mosquito en el entorno del laboratorio ".
El equipo expuso a grupos de peces mosquito a una lobina de boca grande robótica durante una sesión de 15 minutos por semana durante seis semanas consecutivas. El comportamiento del robot varió entre las pruebas, abarcando varios grados de biomimetismo. En particular, en algunas pruebas, el robot estaba programado paraincorporan retroalimentación en tiempo real basada en interacciones con peces mosquito vivos y exhiben "ataques" típicos del comportamiento depredador: un rápido aumento en la velocidad de nado. Las interacciones entre los peces vivos y la réplica se rastrearon en tiempo real y se analizaron para revelar correlaciones entre losgrado de biomimetismo en el robot y el nivel de respuesta al estrés exhibido por los peces vivos. Los comportamientos relacionados con el miedo en los peces mosquito incluyen congelación no nadar, vacilación en explorar espacios abiertos que son desconocidos y potencialmente peligrosos y patrones de natación erráticos.
Los investigadores también midieron los parámetros fisiológicos de la respuesta al estrés, anestesiando a los peces semanalmente para medir su peso y longitud. Las disminuciones de peso indican una respuesta antidepredador más fuerte y dan como resultado reservas de energía más bajas. Los peces con reservas más bajas tienen menos probabilidades de sobrevivir mucho tiempoy dedicar energía a la reproducción futura, factores con fuertes implicaciones para el manejo de la población en la naturaleza.
Los peces expuestos a depredadores robóticos que imitaban más de cerca los patrones de natación agresivos y orientados al ataque de los depredadores de la vida real mostraron los niveles más altos de respuestas de estrés conductual y fisiológico.
"Se necesitan más estudios para determinar si estos efectos se traducen en poblaciones silvestres, pero esta es una demostración concreta del potencial de la robótica para resolver el problema del pez mosquito", dijo Giovanni Polverino, Forrest Fellow en el Departamento de Ciencias Biológicas delUniversity of Western Australia y autor principal del artículo. "Tenemos mucho más trabajo entre nuestras escuelas para establecer herramientas nuevas y efectivas para combatir la propagación de especies invasoras".
El Laboratorio de Sistemas Dinámicos de Porfiri es conocido por su trabajo previo utilizando robots biomiméticos junto con peces vivos para descubrir los mecanismos de muchos comportamientos animales colectivos, incluido el liderazgo, las preferencias de apareamiento e incluso el impacto del alcohol en los comportamientos sociales. Además de desarrollar robots queofrecen estímulos totalmente controlables para estudiar el comportamiento animal, los robots biomiméticos minimizan el uso de animales de experimentación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería NYU Tandon . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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