자연적 포식자에서 영감 그리기

국제팀은 호주, 미국 및 이탈리아의 생물학자와 엔지니어로 구성된다. 그들은 새로운 로봇에 대한 영감을 얻기 위해 모기고기의 천적 포식자인 큰 입 농어를 보았다. 

팀은 모양을 모방하고 큰 입 농어의 움직임을 시뮬레이션하는 로봇 물고기를 설계했다. 컴퓨터 비전의 도움으로 로봇은 올챙이에 접근하는 모기고기를 식별할 때 공격할 수 있다. 그런 다음 침입 종은 체중 감소, 체형 변화 및 생식력 감소를 경험하기 전에 두려운 행동과 스트레스를 보여준다.

Giovanni Polverino는 웨스턴 오스트레일리아 대학교 출신이며 이 연구의 첫 번째 저자이다.

Polverino는 "모기고기는 세계 최악의 침입 종 100가지 중 하나이며 현재 모기고기를 박멸하는 방법은 확산을 효과적으로 대조하기에는 너무 비싸고 시간이 많이 걸린다."고 말한다. “이 세계적인 해충은 많은 수생 동물에게 심각한 위협이다. 그것들을 하나씩 죽이는 대신, 우리는 이 글로벌 해충을 통제하기 위한 더 나은 전략을 알릴 수 있는 접근 방식을 제시하고 있다. 우리는 그들의 최악의 악몽을 현실로 만들었다. 모기고기는 겁을 주지만 주변의 다른 동물은 두려워하지 않는 로봇이다.” 

모기고기가 로봇 물고기와 함께 있을 때 전자는 서로 더 가까이 머물면서 시험장 중앙에 머물기로 했다. 그들은 미지의 바다에 들어가는 것을 두려워했다. 그들은 또한 로봇이 마주치지 않은 것에 비해 더 빈번하고 날카로운 회전으로 수영했다.

지속되는 두려움

침입종이 마침내 로봇에서 멀어졌을 때, 그들은 계속해서 두려움을 나타냈다. 그들은 덜 활동적이고, 더 많은 음식을 섭취하고, 더 오래 얼어붙어 로봇을 마지막으로 만난 후 몇 주 동안 불안의 징후를 보였다. 

로봇 물고기는 또한 모기고기가 목표로 삼는 올챙이에 대한 전망을 개선했다. 침입종은 시각 동물로 눈으로 환경을 관찰하는 반면 올챙이는 시력이 좋지 않아 로봇을 보는 데 어려움을 겪는다.

Polverino는 "로봇이 올챙이에 중립적인 영향을 미칠 것으로 예상했지만 그렇지 않았다"고 말했다.

로봇이 모기고기의 행동에 영향을 미치기 때문에 올챙이는 더 기꺼이 테스트 지역을 벗어나려고 했다.

“올챙이들에게 긍정적인 일로 판명되었다. 모기고기가 주위에 있다는 위험에서 벗어나자 그들은 더 이상 두려워하지 않았다. 그들은 행복하다.”고 Polverino는 계속 말했다.

5주간의 실험 끝에 연구원들은 물고기가 번식보다 탈출에 더 많은 에너지를 할당한다는 것을 발견했다. 수컷 물고기의 몸은 가늘어졌고 꼬리는 더 강해져서 더 빨리 헤엄쳐 갔다.

뉴욕대학교의 Maurizo Porfiri는 이 연구의 수석 저자이다.

"모기고기를 막는 데는 성공했지만 실험실에서 키운 로봇 물고기는 야생으로 방출될 준비가 되어 있지 않는다."고 Porfiri는 말한다. 

팀은 이제 기술적인 문제를 극복하고 호주의 작고 깨끗한 수영장에서 방법을 테스트할 것이다.

"침입종은 전 세계적으로 큰 문제이며 생물다양성 손실의 두 번째 원인이다."라고 Polverino는 말한다. “희망적인 것은 로봇 공학을 사용하여 엄청나게 성공적인 해충의 약점을 밝히는 접근 방식이 생물학적 방제 관행을 개선하고 침입 종을 퇴치할 수 있는 문을 열 수 있기를 바란다. 우리는 이에 대해 매우 흥분하고 있다.”

이 연구는 12월 16일 iScience 저널에 게재되었다.