Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

SlothBot: robot-leniwiec pomoże w badaniach i ochronie zagrożonych gatunków

Recommended Posts

Przez kilka najbliższych miesięcy zwiedzający Ogród Botaniczny w Atlancie będą mogli obserwować testy SlothBota. Powolny, wydajny energetycznie robot może się ukrywać pośród drzew, by monitorować zwierzęta, rośliny i środowisko poniżej.

SlothBot powstał w Georgia Institute of Technology (Georgia Tech). Inżynierowie wzorowali go na niskoenergetycznym trybie życia leniwców. SlothBot pokazuje, że bycie wolnym może się idealnie nadawać do pewnych zastosowań. Zasilany panelami słonecznymi SlothBot, który wykorzystuje innowacyjną technologię zarządzania poborem mocy, porusza się po kablu rozpiętym między drzewami. Monitoruje temperaturę, pogodę, poziom dwutlenku węgla itp.

Powolność to podstawa projektu SlothBota. Nie jest to bynajmniej normą we współczesnej robotyce, ale bycie wolnym i superwydajnym energetycznie pozwala SlothBotowi utrzymywać się w środowisku i obserwować rzeczy, których świadkami moglibyśmy być wyłącznie w wyniku stałej wielomiesięcznej czy nawet wieloletniej obecności - wyjaśnia prof. Magnus Egerstedt.

Robot jest zaprogramowany, by poruszać się tylko wtedy, gdy jest to konieczne. Lokalizuje światło słoneczne, kiedy akumulatory potrzebują doładowania. W Ogrodzie Botanicznym w Atlancie SlothBot porusza się po jednym kablu, ale w realnych zastosowaniach środowiskowych będzie docelowo w stanie przemieszczać się z kabla na kabel, by objąć monitoringiem większy obszar.

Wspierany przez Narodową Fundację Nauki (National Science Foundation) i Office of Naval Research SlothBot może pomóc naukowcom w lepszym zrozumieniu abiotycznych czynników wpływających na krytyczne ekosystemy.

SlothBot może zdalnie wykonywać część naszej pracy i pomagać nam ustalić, co się z dzieje z zapylaczami lub jak wyglądają interakcje między roślinami i zwierzętami. Przyda się także do badania zjawisk, które inaczej trudno zaobserwować.

Egerstedt wpadł na pomysł SlothBota po wizycie w kostarykańskiej winnicy. Zobaczył tam leniwca dwupalczastego, który przemieszczał się po kablach.

Amerykanie podkreślają, że wartość powolności zademonstrowało parę innych systemów robotycznych. Prędkość nie była [na przykład] kluczowa dla łazików marsjańskich, ale podczas leniwej eksploracji tej planety zdobyły one sporo informacji.

Naukowcy z Georgia Tech dodają, że SlothBot może także znaleźć zastosowanie w rolnictwie precyzyjnym. Kamera i czujniki robota zawieszonego na kablu nad uprawą pozwolą bowiem np. na wczesne wykrycie chorób. Po zakończeniu testów w Ogrodzie Botanicznym w Atlancie specjaliści planują przenieść się do Ameryki Południowej. Wspominają o monitoringu zapylania storczyków czy obserwacji życia zagrożonych płazów.

Fascynująco jest myśleć o robotach stających się częścią ekosystemu. Choć nie budujemy żywej repliki leniwca, wierzymy, że nasz robot może się zintegrować ze środowiskiem [...].

Robot z Ogrodu Botanicznego w Atlancie to druga wersja systemu zaprezentowanego w maju zeszłego roku na Międzynarodowej Konferencji Robotyki i Automatyki. Jak wyjaśniają Amerykanie, tamten robot był o wiele mniejszym prototypem laboratoryjnym.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzie w znaczący sposób zmieniali otaczający ich ekosystem już 125 000 lat temu. A robili to neandertalscy łowcy-zbieracze. Do takich wniosków doszedł zespół naukowy pracujący pod kierunkiem uczonych z Uniwersytetu w Lejdzie. Uczeni poinformowali na łamach Science Advances, że neandertalczycy celowo używali ognia to pozbywania się lasów i zarośli.
      Archeolodzy od dawna zadają sobie pytanie o to, w jaki sposób i kiedy człowiek zaczął wpływać na ekosystem planety. Widzimy coraz więcej – generalnie dość słabych – oznak bardzo wczesnego wpływu tego typu, mówi profesor archeologii Wil Roebroeks.
      W kopalni węgla brunatnego na stanowisku Neumark-Nord w pobliżu Halle od kilku dekad prowadzone są prace archeologiczne.
      Znaleziono tam m.in. szczątki setek zabitych zwierząt, kamienne narzędzia i olbrzymie ilości węgla drzewnego. Ślady te znaleziono w miejscu, w którym przed 125 000 lat znajdował się las, zamieszkany przez konie, jelenie, bydło, lwy, słonie i hieny. Ten mieszany las liściasty liściasty rozciągał się od Holandii po Polskę. W niektórych miejscach znajdowały się jeziora, a na brzegach niektórych z nich znaleziono dowody na pobyt tam  neandertalczyków.
      Naukowcy zauważyli, że w czasie, gdy pojawił się tam H. neanderthalensis jednolity las w niektórych miejscach ustąpił otwartym przestrzeniom, a przyczyną zanikania lasu były pożary. Oczywiście powstało pytanie, czy ustąpienie lasu miało związek z przybyciem ludzi czy też ludzie pojawili się tam, bo las ustąpił. Znaleźliśmy wystarczająco dużo dowodów by stwierdzić, że to łowcy-zbieracze przez co najmniej 2000 lat celowo utrzymywali takie otwarte przestrzenie, stwierdzają autorzy badań. Gdy bowiem przeprowadzili badania porównawcze nieodległych od siebie jezior, których okolice były porośnięte takim samym lasem zamieszkanym przez takie same zwierzęta, okazało się, że tylko tam, gdzie neandertalczyków nie było, istniała gęsta roślinność.
      Dotychczas sądzono, że ludzie w znaczący sposób wpływali na wygląd krajobrazu dopiero po pojawieniu się rolnictwa. Wielu archeologów sądziło jednak, że na mniejszą skalę odbywało się to już wcześniej. Roebroeks mówi, że Neumark-Nord to najstarszy znany nam przykład takich zmian. Uczony dodaje, że wiele nam to też mówi o wczesnych łowcach-zbieraczach. Nie byli oni po prostu ludźmi, którzy przemierzali zastany krajobraz polując na zwierzęta i zbierając pożywienie. W sposób świadomy kształtowali ten krajobraz.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Około 30% gatunków drzew zagrożonych jest wyginięciem, a niemal 150 gatunków już wyginęło w środowisku naturalnym – czytamy w opublikowanym właśnie raporcie State of the World's Trees. W raporcie przygotowanym przez ekspertów z Botanic Gardens Conservation International we współpracy m.in. z naukowcami z Bournemouth University, Penn State University i Haiti National Trust, oceniono stan 58 497 gatunków drzew.
      Ekosystemy leśne pokrywają około 31% lądów. Odgrywają olbrzymią rolę w procesach biogeochemicznych odbywających się na naszej planecie. Wpływają na wytwarzanie gleby, obieg wody, węgla i składników odżywczych oraz na klimat. W drzewach uwięziona jest połowa węgla znajdującego się na powierzchni ziemi, a ponad 75% dostępnych zasobów słodkiej wody pochodzi z dorzeczy znajdujących się w lasach. Lasy zapewniają też habitat dla olbrzymiej liczby gatunków, żyje w nich co najmniej połowa lądowych gatunków roślin i zwierząt. Jednak lasy to nie wszystkie miejsca występowania drzew. Rośliny te znajdziemy też na sawannach, pustyniach, mokradłach, w ekosystemach przybrzeżnych i skalistych oraz w sztucznych, jak ekosystemy miejskie.
      Drzewa znajdują się u podstawy piramidy troficznej, wszędzie tam, gdzie istnieją, są powiązane z istnieniem wielu gatunków. O tym, jak olbrzymią rolę odgrywają, niech świadczy chociażby fakt, że na terenie Wielkiej Brytanii z rodzimym gatunkiem dębu powiązanych jest 2300 gatunków. Wyginięcie gatunku znajdującego się na dole piramidy troficznej grozi wywołaniem całej kaskady znikania innych gatunków, co może prowadzić do załamania całego ekosystemu. A drzewa są wskaźnikiem zdrowia ekosystemu i zapewniają mu cały szereg usług, od oczyszczania wody, zapobiegania powodziom i erozji gleby, po regulowanie temperatury i jakości powietrza.
      Drzewa zapewniają też całą gamę produktów, z których korzystają zarówno lokalni mieszkańcy, jak i światowa gospodarka – drewno, zarówno budowlane, do produkcji mebli jak i na opał, związki wykorzystywane w medycynie, przemyśle kosmetycznym, owoce i orzechy.
      Obecne zróżnicowanie gatunków drzew to wynik milionów lat ewolucji. Znamy 58 497 gatunków drzew, to jednak z pewnością nie wszystko. Niektóre regiony świata zostały pod tym względem słabo zbadane, więc można przypuszczać, że wielu gatunków jeszcze nie opisano.
      Najwięcej gatunków drzew – 23 631 – występuje w krainie neotropikalnej, obejmującej Amerykę Centralną i Południową. Kolejnym regionem jest kraina orientalna zwana indomalajską obejmująca tropikalne regiony Azji. Tam rozpoznano 13 739 gatunków. W krainie afrotropikalnej (Afryka subsaharyjska i Madagaskar) żyje 9 237 gatunków drzew, a w australijskiej, w skład której wchodzi Australia, Nowa Zelandia, Nowa Gwinea i większość wysp Pacyfiku, jest ich 7442. W największej z krain, palearktycznej (Europa, Afryka powyżej zwrotnika Raka, Półwysep Arabski, Japonia, Azja na północ od Himalajów) żyją 5994 gatunki drzew. Znacznie mniej jest ich w Oceanii (1602), a najmniej w nearktyce (Ameryka Północna i Grenlandia) – 1432.
      Z raportu dowiadujemy się, że w stanie naturalnym wyginęły 142 (0,2%) gatunki drzew. Zagrożonych jest zaś aż 17 510 (29,9%) gatunków, wśród nich jest ponad 440 gatunków reprezentowanych przez mniej niż 50 roślin. Jednym z nich jest np. Karomia gigas, którego populacja liczy zaledwie 21 dojrzałych drzew.
      Do kategorii prawdopodobnie zagrożonych zaliczono zaś 4099 (7,1%) gatunków. Wiemy też, że 24 255 (41,5%) gatunków nie jest zagrożonych. Autorzy raportu, ze względu na brak odpowiednich danych, nie byli w stanie ocenić stanu 7700 (13,2%) gatunków, a 4790 gatunków (8,2%) nie zostało poddanych ocenie.
      Najwięcej gatunków drzew wyginęło w krainie orientalnej, z której zniknęło ich aż 41. Kraina neotropikalna jest uboższa o 31 gatunków, z afrotropikalnej i nearktcznej zniknęło po 21 gatunków, w palearktycznej straciliśmy 9 gatunków, w Oceanii 8, a w krainie australijskiej 5. Nieco inaczej przedstawia się sytuacja gatunków zagrożonych. Największe straty może ponieść kraina neotropikalna, gdzie zagrożonych jest aż 7047 gatunków. Następna na niechlubnej liście jest kraina orientalna (3819 gatunków zagrożonych), później afrotropikalna (3644) i australijska (1487). W krainie palearktycznej zagrożonych jest zaś 1309 gatunków, w nearktycznej 345, a w Oceanii 275.
      Dla drzew największym problemem jest przede wszystkim działalność człowieka. Aż 29% drzew zagrożonych jest przez działalność rolniczą, a 27% przez wycinkę w celu pozyskania drewna. Wypas zwierząt zagraża istnieniu 14% drzew, rozwój budownictwa to zagrożenie dla 13% drzew. Taki sam odsetek zagrożony jest przez pożary. Działalność człowieka związana z produkcją energii i górnictwem stanowi zagrożenie dla 9%, wycinka pod plantacje drzew to zagrożenie dla 6%, gatunki inwazyjne i inne gatunki niszczące te rośliny to problem dla 5% drzew, a zmiany klimatyczne zagrażają 4%.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Cassie, pierwszy dwunożny robot używający maszynowego uczenia się do kontroli otoczenia w czasie poruszania się na zewnątrz, przeszedł do historii, przebywając samodzielnie 5 kilometrów w czasie około 53 minut. Robot powstał pod kierunkiem profesora Jonathana Hursta, a na jego powstanie grant w wysokości 1 miliona dolarów przyznała DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych).
      Robot powstał w 2017 roku i od tego czasu Narodowa Fundacja Nauki finansowała dalsze badania nad nim. Pracujący przy Cassie naukowcy i studenci skupili się na opracowaniu mechanizmów maszynowego uczenia się.
      Cassie nauszył się biegać korzystając z algorytmu deep reinforcement learning. Dzięki niemu robot nauczył się nieprzerwanego dokonywania drobnych korekt pozycji, balansowania, by utrzymać się w pionie podczas biegu. "Cassie jest bardzo wydajny, gdyż z takim zamysłem był projektowany i budowany. Chcemy dotrzeć do granic możliwości tego sprzętu i pokazać, na co go stać", mówi doktorant Jeremy Dao z Dynamic Robotics Laboratory. Deep reinforcement learning to potężny algorytm, który daje możliwość nauczenia robota takich czynności jak bieganie, skakanie czy wchodzenie i schodzenie po schodach, dodaje Yesh Godse.
      Naukowcy twierdzą, że pewnego dnia widok robota na ulicy będzie równie powszechny jak widok samochodu. I roboty, podobnie jak samochody, znacząco zmienią nasze życie.
      Obecnie poważnym ograniczeniem w rozpowszechnieniu się robotów jest zrozumienie przemieszczania się z użyciem kończyn. Jednak na tym polu dokonuje się duży postęp.
      Wspomniana na wstępie 5-kilometrowa przebieżka zajęła Cassie 53 minuty i 3 sekundy. Wliczono w to około 6,5 minuty, jakich było potrzeba, by robot zresetował się po dwóch upadkach. Przyczyną pierwszego było przegrzanie komputera, przyczyną drugiego, zbyt duża prędkość podczas zakręcania.
      Cassie już wcześniej nauczył się chodzić po schodach, a proces uczenia możemy oglądać na poniższym filmie.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy jesteś na wyspie, na której nigdy nie było szczurów, wszędzie są ptaki. Jest głośno. Gdy trafisz na wyspę, na której są szczury, od razu zauważasz różnicę. Panuje tam cisza, mówi Carolyn Kurle. Taką cisza panowała, gdy Kurle po raz pierwszy odwiedziła wyspę Hadawax na Aleutach, zwaną też Wyspą Szczurów. Teraz na Hadawax słychać ptaki, a praca Kurle pokazuje, jak odradza się przyroda, gdy da się jej szansę i uwolni się ją od zawleczonych przez ludzi inwazyjnych gatunków.
      Ludzie pomogli rozprzestrzenić się szczurom po całym świecie. Gryzonie zdemolowały ekosystemy wielu wysp. Bez ich usunięcia przyroda nie będzie mogła się odrodzić. Przed trzema laty informowaliśmy o zakończonym sukcesem największym na świecie projekcie tępienia szczurów. A przykład Hadawax, która od dekady jest wolna od szczurów, pokazuje, jak wspaniałe wyniki daje usunięcie inwazyjnych gryzoni.
      Carolyn Kurle, w ramach pracy doktorskiej, zajmowała się wpływem szczurów na ekosystem Aleutów. Gryzonie skolonizowały Hawadax po tym, jak w latach 80. XVIII wieku u wybrzeży wyspy rozbił się japoński statek. Szczury błyskawicznie wytępiły miejscowe ptaki morskie. Pierwsza praca Kurle, opublikowana w 2008 roku, pokazała, że szczury wpłynęły nie tylko na ptaki, ale na cały łańcuch pokarmowy, aż po glony. Bowiem bez ptaków, które żywiły się mięczakami zamieszkującymi wybrzeża, doszło do eksplozji populacji ślimaków i innych roślinożerców, które zdziesiątkowały przybrzeżne populacje listownicowców. Te zaś stanowiły schronienie dla wielu gatunków, które utraciły swój habitat i ich liczebność gwałtownie spadła. Pewne gatunki inwazyjne mają daleko bardziej idący wpływ niż to, co widać na pierwszy rzut oka, mówi Kurle.
      Gdy Kurle opublikowała swoją pierwszą pracę, urzędnicy U.S. Fish and Wildlife Service (FWS) postanowili uwolnić Hawadax od szczurów. Na wyspie rozrzucono truciznę. Kurle i jej zespół przeprowadzili badania na wyspie jeszcze dwukrotnie. Po raz pierwszy zrobili to 5, a po raz drugi 11 lat po interwencji FWS. Okazało się, że ekosystem w strefie pływów zaczął się odradzać, a obecnie jest taki, jak na innych wyspach Aleutów, na których nigdy nie było szczurów. Występuje tam znacznie mniej mięczaków, a listownicowce pokrywają coraz większy obszar.
      Niewiele projektów związanych z eradykacją szczurów bierze pod uwagę ich wpływ na ekosystem morski. Tym cenniejszy jest przykład Hawadax. Uzyskane wyniki badań są bardzo cenne z akademickiego punktu widzenia i niezwykle ważne z punktu ochrony przyrody, mówi ekolog Daniel Simberloff z University of Tennessee.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dotychczas żyliśmy w przeświadczeniu, że po pożarach lasy się odrodzą, mówi Camille Stevens-Rumann z Colorado State University, która specjalizuje się w badaniu odradzania się środowiska naturalnego po różnego typu zaburzeniach. Od kilka lat uczona obserwuje jednak, że coraz częściej lasy nie odrastają.
      Stevens-Rumann wie, że w niektórych częściach świata, jak np. na zachodzie Ameryki Północnej, pożary są potrzebne, by zginęły mniejsze drzewa, robiąc miejsce dla innych. Inne gatunki potrzebują pożarów, by uwolnić nasiona. Jednak w 2013 roku uczona zauważyła pewne niepokojące zjawisko, a przeprowadzona przez nią analiza w różnych miejscach Gór Skalistych potwierdziła jej podejrzenia – około 30% lasów, które spłonęło od roku 2000 nie zaczęło się odradzać. Miejsce drzew zajmują krzewy.
      Kolejne badania potwierdzają te spostrzeżenia. Wszystko wskazuje na to, że nadchodzi koniec lasów, jakie znamy. Na przykład Parks, Dobrowski, Shaw i Miller (2019) stwierdzają, że w wyniku zmian klimatu do roku 2050 w Górach Skalistych może nie odrodzić się 15% lasów pochłoniętych przez pożary. Z kolei międzynarodowy zespół naukowy doszedł w ubiegłym roku do wniosku, że roku 2100 w kanadyjskiej prowincji Alberta może zniknąć połowa lasów. Taki sam los może spotkać 30% lasów w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych.
      Teraz jest dobry czas, by zwiedzić nasze parki narodowe z ich wielkimi drzewami. To jak zwiedzanie Glacier National Park, możliwość zobaczenia lodowców zanim znikną, mówi Nate McDowell z Pacific Northwest National Laboratory, który twierdzi, że w ciągu najbliższych 3 dekad z południowego-zachodu USA zniknie ponad połowa drzew iglastych.
      Podobne zjawisko obserwuje się w Amazonii, lasy na Syberii muszą sobie radzić z coraz wyższymi temperaturami. Mniej narażone są obecnie lasy w strefie umiarkowanej w Europie, ale i one wykazują pierwsze niepokojące objawy. Niewykluczone, że za około 20 lat i polskie lasy będą przeżywały podobne problemy.
      Jak podkreślają specjaliści, lasy nie znikną w ogóle. Przejdą one znaczące zmiany. Na wielu obszarach znikną występujące tam obecnie gatunki.
      O możliwości masowego wymierania drzew wspomina się już w pierwszym raporcie IPCC z 1990 roku. Scenariusz ten zaczyna się sprawdzać, a obecnie wielu specjalistów najbardziej martwi się drzewami w Kalifornii.
      Od 2010 roku w parkach narodowych Kalifornii zginęło 129 milionów drzew. Na południu gór Sierra Nevada zniknęła niemal połowa lasów. Naukowcy na całym świecie stwierdzają, że w niektórych miejscach stref umiarkowanej i tropikalnej wymieranie drzew jest obecnie co najmniej 2-krotnie szybsze niż kilka dekad temu. W Amazonii wydłużyła się pora sucha, w niektórych miejscach doszło do zmniejszenia opadów. To zaś powoduje, że wymierają drzewa lubiące wilgoć, a dobrze radzą sobie te, które wolą bardziej suchy klimat. Niektórzy naukowcy obawiają się, że w wyniku zmian klimatu i wycinaniu drzew, dojdzie do załamania dużych połaci lasów deszczowych i zamiany ich w sawanny.
      W środkowej Syberii obserwuje się szybkie wymieranie drzew iglastych. Borealny las iglasty się rozpada. Pytanie, co go zastąpi, zastanawia się profesor Dennis Murray z kanadyjskiego Trent University.
      Niepokojące sygnały nadchodzą też z Europy. W 2018 roku wysokie temperatury i brak opadów spowodowały masową śmierć wielu gatunków drzew. Rząd Niemiec informował, że ponownie zalesić trzeba około 2500 km2 lasów. To było niespodziewane wydarzenie, do którego doszło w klimacie umiarkowanym, gdzie nikt się tego nie spodziewał.
      Specjaliści, którzy zajmują się badaniem drzew i lasów są też sceptyczni wobec planów masowego sadzenia drzew, które mają pochłaniać dwutlenek węgla. Takie plany mogą nie wypalić z jednej prostej przyczyny: warunki środowiskowe zmieniły się na tyle, iż drzewa te nie wyrosną.
      Faktem jest też, że niektóre gatunki wymierają w jednych miejscach, ale zmieniają swoje zasięgi, przenosząc się bardziej na północ i wyżej, gdzie w przeszłości było dla nich zbyt chłodno. Jednak problem w tym, że wzrost drzew, powstanie ekosystemu leśnego wymaga setek lat. W tak szybko zmieniających się warunkach jak obecnie, nie ma na to czasu.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...