Poznaj „technożółwia” — robotycznego wojownika na rzecz ochrony żółwi pustynnych

• Na pustyni Mojave w południowej części stanu Kalifornia ciągle rośnie liczba kruków. Zwierzęta te polują na młode żółwie pustynne, dziesiątkując ich populację.

• Firma Hardshell Labs opracowała rozwiązanie tego problemu — stworzyła wydrukowanego w technologii 3D „technożółwia” o wielkości młodego osobnika. Jego zadaniem jest wabienie ptaków, a następnie odstraszanie ich obłokiem antranilanu metylu, bardziej znanego jako aromat winogronowy.

• Wstępne badania wskazują, że to rozwiązanie jest skuteczne — 46% mniej kruków wraca, żeby atakować młode żółwie. Firma Hardshell Labs uzyskała grant od agencji rządowej National Science Foundation oraz nagrodę Roosevelt Genius Prize, dzięki czemu może kontynuować swoje działania.

Na pustyni Mojave w południowej Kalifornii populacja kruków gwałtownie wzrasta, co jest spowodowane łatwym dostępem do żywności i wody związanym z rozwojem siedlisk ludzkich. Ludzie pomagają krukom zaspokoić ich potrzeby: śmieci i potrącone przez pojazdy zwierzęta to dla kruków źródło pożywienia, systemy nawadniające, odpływy wody i sztuczne sadzawki oraz oczka wodne zapewniają im wodę, a budynki, słupy energetyczne oraz billboardy stanowią miejsce schronienia idealne do budowania gniazd.

Obecnie kruki są uważane za gatunki inwazyjne na pustyni, a ich populacja rośnie, podobnie jak zapotrzebowanie na nowe źródła pokarmu. Ten ogromny wzrost liczby kruków spowodował zdziesiątkowanie populacji żółwi pustynnych, które są obecnie zagrożone wyginięciem. Niestety kruki polują na małe i młode żółwie, których skorupa nadal jest zbyt miękka, aby zapewnić ochronę przed dziobem głodnego ptaka.

Co można zrobić, aby ocalić te ważne gady? Tim Shields, biolog zajmujący się ochroną przyrody, i Frank Guercio, inżynier, znaleźli odpowiedź na to pytanie, a jest nią technożółw.

Shields i Guercia, pracownicy firmy Hardshell Labs z siedzibą w miejscowości Joshua Tree w stanie Kalifornia, wykorzystując program Autodesk Fusion 360, zaprojektowali i wydrukowali w 3D technożółwia. Jest to urządzenie, które wygląda jak skorupa prawdziwego żółwia i pomaga chronić te zwierzęta dzięki wykorzystaniu technologii. To urządzenie zawiera jednak coś, czego ptaki nie cierpią, czyli antranilan metylu, który jest powszechnie znany jako aromat winogronowy. Gdy kruk zaczyna dziobać technożółwia, zamontowany w nim akcelerometr sprawia, że urządzenie wyzwala obłok tej substancji chemicznej, która zniechęca kruka do dalszego niszczenia skorupy. Shields i Guercio nazywają to „treningiem awersyjnym”. Założenie jest takie, że jeśli wystarczająco duża liczba kruków podziobie technożółwia, przestaną polować na prawdziwe młode żółwie. Wstępne badania wskazują, że ta metoda jest skuteczna.

Obejrzyj film, aby zobaczyć technożółwia w akcji i dowiedzieć się więcej na temat tego ważnego działania na rzecz ochrony żółwi.

[Transkrypcja wideo]

Tim Shields, biolog zajmujący się ochroną przyrody, Hardshell Labs: Zawsze wiedziałem, że chcę być herpetologiem pracującym w terenie. Gdy miałem 14 lat... spotkałem po raz pierwszy dziko żyjącego żółwia. Miało to na mnie ogromny wpływ. Zacząłem się zajmować ochroną żółwi w wyniku 30-letniej pracy nad projektem, który skupiał się na śledzeniu zmian zachodzących w populacji żółwi. Te zmiany były wyłącznie negatywne.

[Shields wskazuje na znak z informacjami o żółwiach pustynnych i zaczyna je odczytywać na głos.] „Na tym obszarze naturalnym występuje około 200 żółwi na milę kwadratową”. To nieprawda. Ten [znak] trąca we mnie nostalgiczną nutę.

Od samego początku wiedzieliśmy, że kruki zabijają mnóstwo młodych żółwi. Obecnie kruków jest tak wiele, a żółwi tak mało, że szanse przeżycia młodego żółwia na zachodniej części pustyni Mojave są naprawdę niewielkie. Istnieje tu dość prosta zależność matematyczna. Więcej ludzi równa się więcej kruków, co oznacza mniej żółwi. Przez lata moja „technologia” odstraszania kruków polegała na gonieniu ich i rzucaniu w nie kamieniami.

Zastanawialiśmy się nawet nad stworzeniem sztucznego żółwia. Wtedy właśnie poznałem tego szalonego dzieciaka, Franka Guercio, który ma niesamowicie chłonny umysł. Dostarczyłem bodziec — pomysł stworzenia realistycznie wyglądającego młodego żółwia, a on go rozwinął.

Frank Guercio, inżynier, Hardshell Labs: Gdybym miał opisać tę dziedzinę lub branżę, nazwałbym ją „technologią ochrony przyrody”. Jest zupełnie nowa. Wcześniej nie istniała. W mojej dotychczasowej pracy z Timem budowałem żółwie, łaziki, olejarki do jaj i lasery. Wyprodukowałem żółwie o różnych rozmiarach, kształtach i różnych gatunków. Uwielbiam to.

Źle się czuję, jeśli akurat nie drukuję czegoś w 3D, nie rozwiązuję problemów, nie projektuję. Nie potrafię siedzieć bezczynnie. Jeśli jako projektant chcę, aby żółwie nie wymarły w przyszłości, muszę znaleźć jakieś rozwiązanie.

Shields: Siłą sprawczą tego projektu jest trening awersyjny. Istnieje pewna substancja chemiczna o nazwie antranilan metylu. Jest to sztuczny aromat winogronowy. Z jakiegoś powodu doprowadza ptaki, w tym kruki, do szału.

Guercio: Pomysł jest taki, że wewnątrz każdej z nich [Guercio pokazuje dwie wydrukowane w 3D skorupy żółwi] znajduje się balon.

Shields: Gdy tylko [technożółw] zostanie uderzony, rozpozna to znajdujący się w nim akcelerometr, więc gdy dziób kruka znajduje się w tym miejscu, wszystkie wrażliwe tkanki są tutaj. Ze skorupy wypuszczany jest obłoczek, o tak. Zakładamy, że dla kruka będzie to okropne doświadczenie. W ten sposób kruk uczy się zostawiać żywe żółwie w spokoju. W przypadku kruków trzeba być ostrożnym, bo jeśli się zorientują, co jest grane, to koniec. Zawsze optowałem za większą dokładnością, za jak najbardziej realistycznie wyglądającym sztucznym młodym żółwiem.

Guercio: Ten wydrukowaliśmy w rozdzielczości około 50 mikronów, czyli jednej pięćsetnej milimetra.

Shields: To zaskakujący postęp, a to dlatego, że on nie stoi w miejscu. Dobrze jest pracować z takimi maniakami.

Guercio: Importowanie bardzo złożonych geometrii, takich jak kształt ciała żywego żółwia, jest bardzo trudne w każdym programie branżowym. W konkretnym przypadku żółwi trzeba było poświecić mnóstwo pracy, żebym w końcu mógł edytować model mechanicznie jako obiekt. [Autodesk] Fusion 360 to fantastyczne narzędzie. Gdy poznałem produkty Autodesk i miałem do nich swobodny dostęp, zyskałem ogrom nowych możliwości. Możemy tworzyć struktury wewnątrz żółwia, które były praktycznie niemożliwe do uzyskania jakieś pięć lat temu.

Shields: Zakładamy, że jeśli określona liczba kruków będzie miała nieprzyjemne doświadczenia związane z technożółwiem, zaobserwujemy zmniejszenie częstotliwości ataków.

Guercio: Widziałem kruki rozdzierające żółwie na strzępy, więc widok żółwia odpierającego atak, był dla mnie katartyczny. Zawsze czułem więź z pustynią Mojave. To okrutne, bezlitosne miejsce, ale odnalazłem się właśnie tutaj. Jesteśmy się w miejscu, gdzie za trzy miesiące będzie się znajdować 100 drukarek, linie produkcyjne z użyciem filamentu, drukarki żywiczne, maszyny CNC, przecinarki laserowe — wszystko, co można wykorzystać do rozwiązania naszego problemu. Ile dzieciaków ma dostęp do drukarki 3D albo możliwość współpracy z agencją Bureau of Land Management lub uratowania żółwia? Wykorzystanie tej szansy na uratowanie świata i różnych gatunków zwierząt, jaką otrzymaliśmy razem z Tomem, do natychmiastowego wpływu na moje własne miejsce zamieszkania, jest dopiero pierwszym krokiem.

Shields: Sądzimy, że już osiągnęliśmy pozytywne skutki.

Guercio: Prawie dotarliśmy do punktu wyjścia, w którym będziemy mogli zastosować to, co tworzymy tutaj, również do rozwiązywania problemów reszty świata.

Shields: Ochrona przyrody to obecnie dość beznadziejna sprawa. Dlatego też dawanie nadziei społecznościom, które się tym zajmują, jest dla mnie bardzo ważne.

Guercio: Nie ma nic bardziej satysfakcjonującego niż oglądanie na własne oczy, że to co robisz, zmienia świat na lepsze.