水下獵殺機器人出動,助大堡礁對抗棘冠海星威脅

作者 | 發布日期 2015 年 09 月 14 日 10:30 | 分類 機器人 , 生態保育 , 科技趣聞 follow us in feedly

澳洲的珍寶大堡礁正面臨全球暖化造成的威脅,雪上加霜的是珊瑚的天敵棘冠海星也來攪局,自 2011 年以來數量大增,數量即將大爆發,為了保護岌岌可危的珊瑚,昆士蘭科技大學研發新科技,計劃以水下機器人自動獵殺棘冠海星。



棘冠海星雖然吃珊瑚,但在正常的生態系統中不一定會對珊瑚礁造成嚴重危機,因為吃掉了成長較快的珊瑚種類,可空出空間來讓成長較慢的種類生長,不過在大堡礁,過去 50 年來已經發生 3 次棘冠海星大發生,分別是 1962 到 1976 年、1978 到 1990 年,以及 1993 到 2005 年,當大發生時棘冠海星數量過多,對珊瑚造成嚴重破壞,澳洲海洋科學院(Australian Institute of Marine Science)認為,要是沒有這幾次大發生,過去 30 年來珊瑚覆蓋面積本來可望成長,但在大發生摧殘後,實際上珊瑚覆蓋面積減少了 50%。

棘冠海星大發生的原因目前還不明朗,有可能是與其天敵大法螺遭到濫捕,以及大法螺的棲息地破壞有關,要復育大法螺得花上許多時間,不過 2011 年以來棘冠海星數量快速增加,科學家認為是下一次大發生的前兆,恐怕等不及慢慢復育大法螺了。

不過,過去棘冠海星大發生往往也會以突然間大量死亡而結束,原因也一樣不明。1980 年代,斐濟科學家懷疑大發生突然結束的原因是傳染性疾病,因為收集瀕死海星組織,拿去接觸健康海星,可能引發海星生病死亡,不過當時尚未分離出病原,到 1988 年,科學家分離出幾種可能的病原,認為幾種弧菌可能是病因。

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▲ 水下機器人 COTSbot 可用來對付棘冠海星。

在實驗室中,往往以硫代硫酸鹽─檸檬酸─牛膽汁─果糖(TCBS)膠凍做為弧菌的培養基,膽汁可提供弧菌所喜愛的鹼性環境,而膽汁、硫代硫酸鹽與檸檬酸都可壓制其他細菌的生長,果糖則提供細菌的能量來源,於是 2011 年,科學家進行一個看似無厘頭的實驗,把 TCBS 膠凍注射到棘冠海星體內,看會發生什麼事,結果發現,注入 TCBS 膠凍之後,引起棘冠海星腸內菌生態失衡,弧菌大量孳生,當弧菌密度達到一定程度以上時,其行為會大幅改變,使得棘冠海星生重病,包括表皮起泡破裂、棘冠脫落,甚至內臟外露等,最後死亡,而有大量弧菌的死亡海星組織,一旦接觸到健康海星,也會把弧菌傳染給健康海星,而讓受感染的海星在 1 天內死亡。

過去要殺死棘冠海星是個大難題,因為海星再生能力很強,要是把牠砍成兩半,結果會長出兩隻海星,台灣曾想到把海星拿來餵食人工飼養的復育大法螺,但一隻隻抓也太費工夫,如今發現這個關鍵現象,注入 TCBS 膠凍就能讓海星因原本的腸內菌失衡而死,還能感染其他海星,也就有了大規模對付海星的辦法。

昆士蘭科技大學開發專門對付棘冠海星的水下機器人 COTSbot(Crown-of-Thorns Starfish robot,棘冠海星獵殺機器),機器人外觀像一個小型魚雷,配備影像系統,可以拍攝海床,辨認出棘冠海星,目前辨識率已經達到 99%;而若是機器人不確定所看到的是否為棘冠海星,可拍照傳至控制中心,由專家來判斷。判斷後這筆資料會存入資料庫,增加日後的判斷準確率,機器人搭配注射 TCBS 膠凍的注射針,攜帶量可注射 200 次,一次下水可巡航 8 小時,一旦找到棘冠海星,注入致命膠凍,接著就等弧菌自然消滅牠。

研發團隊認為,水下機器人可以日夜不停的搜索消滅棘冠海星,不管天候或海象,只要有 10 架或 100 架,就能對防治棘冠海星發揮顯著效果,不過,在此之前還是得先進行測試,9 月起水下機器人將先由人類科學家陪同,觀察實際運作成果如何,測試期間注射致命膠凍之前得由人類核可,若一切順利,預期 12 月開始自動作業,屆時許多棘冠海星恐怕就難逃一死了。

(Source:YouTube

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