Рыбы в садках удивляют учёных своими реакциями на роботов

Норвегия — мировой лидер по использованию роботов в аквакультуре. Но как эти роботы влияют на рыб? Кибернетик Элени Келасиди была удивлена масштабом этого влияния.

Изначально Келасиди, имеющая Ph.D. в области робототехники для нефтегазовой отрасли, считала, что технологии можно напрямую перенести в аквакультуру. Однако её первый визит на рыбную ферму стал откровением. Она осознала, что садок с живыми, движущимися животными радикально меняет условия для работы робота по сравнению с инспекцией стационарных металлических объектов (труб, турбин) в открытом океане.

Безопасная дистанция — с точки зрения рыбы

В основе проекта Fish-Machine Interaction лежит принцип приоритета потребностей и безопасности рыб. В течение трёх лет команда под руководством Келасиди и постдока Цинь Чжан (NTNU) собирала и анализировала комплексные данные на полномасштабной лабораторной ферме SINTEF ACE. Исследования проводились в разных местах, в разное время года и на рыбах разных возрастных групп.

Ключевой результат: обнаружена линейная зависимость между размером рыбы и дистанцией, которую она соблюдает до чужеродного объекта. Чем меньше рыба, тем меньше дистанция безопасности.

Например, рыба весом 5 кг держится на расстоянии 3 метра. Это означает, что в садки с молодью можно опускать больше оборудования, не влияя на их поведение и паттерны плавания. Робот, опущенный в садок, фактически блокирует больший объём воды, чем занимает сам.

Цвет, размер, скорость и звук

Команда создала объекты разной формы, цвета и размера, чтобы оценить реакцию рыб. Результаты:

• Форма (цилиндр или куб) не имеет значения — реакция идентична.
• Размер имеет значение: от крупных объектов рыбы держатся дальше.
• Цвет имеет значение: от жёлтых объектов рыбы держатся на большем расстоянии, чем от белых (эти два цвета наиболее распространены у оборудования).
• Как показали предыдущие исследования, важны также скорость движения и звук, издаваемый объектами.

Цель исследователей — разработка технологий, позволяющих автономным роботам адаптировать своё поведение к реакции рыб, чтобы минимизировать беспокойство. Например, если сенсоры робота обнаружат, что рыбы держат дистанцию, он может снизить скорость.

Цель: роботы, способные к адаптации

Пока неясно, является ли удаление рыбы от оборудования реакцией на стресс или чем-то вроде игрового поведения. Это требует дальнейших исследований.

Знание реакций рыб полезно для разных задач: чтобы держать рыб на расстоянии во время работ, нужно использовать отпугивающие цвета; чтобы приблизиться для съёмки — наименее тревожные.

В будущем команда планирует изучить реакцию рыб на движение робота (вращение, горизонтальное/вертикальное перемещение), влияние скорости и использования света.

Первоочередная цель — выполнение автономных операций с минимальным беспокойством для рыб. Робототехника, учитывающая благополучие рыб, закладывает основу для его улучшения в будущем и помогает норвежской аквакультуре сохранять позиции мирового технологического лидера.

Исследование опубликовано в журнале Aquaculture.