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viernes, 10 de mayo de 2019

COTSBOT: EL DRONE SUBMARINO QUE PROTEGE LOS ARRECIFES DE LOS ATAQUES DE LAS ESTRELLAS DE MAR CORONA DE ESPINAS


Actualmente los arrecifes de la Gran Barrera de Coral (GBC) en Australia se encuentran en medio de una crisis por la explosión demográfica de las estrellas de mar que comen coral. Las estrellas de mar de corona de espinas (COTS, por sus siglas en inglés) son endémicas de los arrecifes de coral indopacíficos y puesto que comen corales juegan un papel importante en los arrecifes, ya que se alimentan de los corales de más rápido crecimiento, como los corales de placa, lo que permite que las especies de crecimiento más lento formen colonias, lo que aumenta la diversidad de los corales. Pero cuando los brotes de COTS cíclicos normales comienzan a ocurrir con una frecuencia cada vez mayor, junto con la actual crisis de blanqueamiento de coral, la intervención humana es crítica. 
Las COTS son responsables del 40% de la disminución de la cubierta de coral en el arrecife. Sin embargo, el consenso general entre los científicos es que los números de COTS y los brotes se han incrementado por dos razones, ambas antropocéntricas, es decir, originadas por las actividades humanas:
  • El exceso de nutrientes en el agua causado por la escorrentía costera y agrícola hacia el océano. Esto promueve la floración del plancton, que alimenta las larvas de la estrella de mar corona de espinas.
  • Disminución de los depredadores naturales, como el caracol gigante del Tritón y el pez napoleón maorí, entre otros.
Desafortunadamente, la única solución para reducir la población de COTS es que se mata un porcentaje de las estrellas de mar en el arrecife. Durante décadas, los buceadores lo han estado haciendo manualmente, pero simplemente no hay suficientes personas para cubrir todos los puntos calientes infectados con COTS en el arrecife. 

Allí es donde entra en juego el nuevo protector de la GBC, un drone o robot submarino llamado COTSbot desarrollado en la Universidad de Tecnología de Queensland (QUT). Este pequeño robot detecta y elimina las COTS a través de una inyección letal de una solución de sal biliar, controlando así su población y evitando que perjudique los arrecifes. Este líquido no es peligroso para otras especies ni para el océano.
Sus creadores son el Dr. Matthew Dunbabin y el Dr. Feras Dayoub. Dunbabin también desarrolló posteriormente el Larvalbot para llevar a cabo una restauración larvaria en aquellas partes de los arrecifes donde los corales habían muerto. El COTSBot es la nueva generación de RangerBOT multipropósito de bajo costo.
La GBC no es solamente el organismo vivo más grande del planeta, pudiendo ser visto desde el espacio, sino que de ella depende miles de especies marinas y terrestres incluido el ser humano, pues para muchos representa su principal fuente de alimentos. Si bien las causas del problema en el brote exagerado de estrellas de mar deben ser resueltas por el ser humano en el corto, mediano y largo plazo, contar con un ejército de drones que colabore con mantener a raya el número de estrellas de mar en el corto plazo es una gran ayuda.

El exclusivo vehículo multifunción está diseñado para:
  • Seguir una ruta preprogramada sobre la GBR
  • Buscar los brotes de los destructivos COTS
  • Identificar objetivos utilizando tecnología basada en la visión. En pruebas de laboratorio, COTSbot identificó su objetivo el 99.4% del tiempo.
  • Tomar fotos del objeto a verificar. Si el dron no está seguro de su objetivo, es capaz de tomar una foto y enviarla al equipo en tierra, para su verificación. Estas fotos se utilizan para mejorar el software de detección, lo que lleva a identificaciones más positivas sin la necesidad de intervención humana.
  • Apuntar solo a la estrella de mar viva prevista
  • Identificar a su víctima ignorando los señuelos 3-D. Ahora es tan bueno para reconocer las estrellas de mar que ignora por completo los señuelos impresos en 3D que se han colocado para probar su precisión, y solo apunta al COTS en vivo.
  • Operar a menos de un metro del fondo marino
  • Navegar por complejos entornos submarinos
  • Controlar otras plagas como especies invasoras
  • Utilizar cámaras estereoscópicas para la percepción de la profundidad
  • Utilizar cinco propulsores y GPS y sensor de pitch-and-roll
  • Desplegar y retraer el brazo de inyección neumática que entrega las dosis fatales
  • Inyectar de un disparo fatal a las COTS en 24 horas
  • Trabajar en diferentes niveles de visibilidad y profundidad
  • Monitorear la calidad del agua y la decoloración de los corales
  • Monitorear la contaminación y la sedimentación
  • Realizar un mapeo de los arrecifes en una escala expansiva
  • Tomar decisiones estando bajo el agua
  • Aprender de sus experiencias en el campo y de comentarios humanos añadidos al banco de memoria. El sistema de detección inicial se desarrolló utilizando imágenes reunidas por buzos humanos que patrullan el arrecife y erradican manualmente las estrellas de mar.
  • Realizar búsquedas de ocho horas - entregando hasta 200 disparos letales
  • Es accesible para las comunidades de arrecifes de todo el mundo
Cómo funciona este extraordinario robot:
  1. El COTSbot sigue un camino preprogramado, subiendo y bajando la Gran Barrera de Coral con la ayuda de cinco propulsores. Se mantiene cerca del arrecife, y evita chocar con la delicada estructura, con la ayuda de un sonar y varias cámaras.
  2. Las cámaras escanean en busca de estrellas de mar, que se distinguen por sus colores purpúreos, formas de brazos y espinas y movimiento progresivo. Las estrellas de mar a menudo se envuelven y esconden bajo afloramientos de coral, pero el software del robot ha sido programado para reconocer esas posiciones.
  3. Cuando el robot ve una estrella de mar con espinas, su brazo neumático con aguja baja e inyecta 10 mililitros de sales biliares venenosas en el equinodermo. Los compuestos digieren efectivamente al animal desde el interior.
  4. Una estrella de mar envenenada morirá dentro de las 24 horas, sin dejar ninguna oportunidad para la separación y la regeneración, una táctica de supervivencia que es una bendición para la población de estrellas de mar, pero enloquece a quienes intentan reducir su número.
  5. Los tanques del vehículo llevan suficiente veneno para matar a más de 200 estrellas de mar en una misión de cuatro a ocho horas. El ritmo rápido es clave porque incluso una estrella de mar puede engendrar millones de crías.

RangerBot completó sus primeras pruebas de campo en el año 2017 en la bahía Moreton de Queensland, probando sus partes mecánicas y su sistema de navegación. Desde entonces, Richard Fitzpatrick  de la  Fundación Biopixel Oceans ha estado trabajando con el Dr. Matt Dunbabin de QUT en el apoyo a los ensayos activos en la GBC. COTSbot tiene el potencial de ser un multiplicador de fuerza real para el proceso de erradicación de las estrellas de mar, cuantos más implementes mejor. "Imagine cuánto terreno podrían cubrir los programas de erradicación con una flota de 10 o 100 RangerBots a su disposición, robots que pueden trabajar día y noche y en cualquier condición climática". 

Los visitantes de la GBC pueden informar a las autoridades de los avistamientos de esta estrella de mar. Esto ayuda a los administradores de los parques marinos a monitorear e identificar cualquier punto problemático en el que se necesiten más investigaciones y acciones. La flota de RangerBots está funcionando de manera autónoma desde 2018.

Fuentes:
Evolving Science https://bit.ly/2Vr8TrY
Scientic American https://bit.ly/2fRPhDI

viernes, 3 de mayo de 2019

LARVALBOT: EL ROBOT SUBMARINO QUE AYUDA A REFORESTAR LA GRAN BARRERA DE CORAL



Los investigadores australianos están usando la ecología y la tecnología para ayudar a la naturaleza. En este caso, nuevamente la robótica está demostrando sus numerosas aplicaciones positivas para el ambiente a través del proyecto LarvalBot, un robot submarino que entrega larvas de coral tolerantes al calor directamente en la Gran Barrera de Coral (GBC), siendo el primer proyecto piloto a pequeña escala de una nueva técnica para ayudar a restaurar y recuperar los arrecifes de coral del mundo.

Los arrecifes de coral ocupan alrededor del 0,1 al 0,5% del fondo marino, pero son el hábitat del 25% de las especies marinas. Los arrecifes son complejas estructuras tridimensionales que se han formado durante miles de años por la acumulación de esqueletos de carbonato de calcio. Constituyen uno de los ecosistemas más diversos y biológicamente complejos del mundo. La GBC es el mayor arrecife de coral del mundo. Está situado en el mar del Coral, frente a la costa de Queensland al noreste de Australia. El arrecife, que se extiende a lo largo de unos 2.600 kilómetros, es el único ser vivo que puede ser visto desde el espacio.

En la actualidad todos los arrecifes de coral se encuentran en serio peligro debido a los problemas relacionados con el cambio climático, la contaminación y prácticas pesqueras industriales destructivas.

LarvalBot es proyecto piloto que reúne la Inteligencia Artificial  (IA) y la robótica con el objetivo de preservar cuyo fin es salvar el coral y preservar la importancia de los arrecifes en la naturaleza marítima. Es un robot autónomo y submarino desarrollado por los investigadores Prof. Matt Dunbabin de la Universidad de Tecnología de Queensland (QUT) y el Prof. Peter Harrison de la Southern Cross University, ambas en Australia. Este robot ha sido ganador del premio de 225.000 dólares otorgado por la Great Barrier Reef Foundation, una organización sin fines de lucro destinada a la conservación de la mayor estructura viva del planeta, la GBC.

Este robot tiene la capacidad de transportar hasta 100.000 pequeños corales resistentes al calor. Las larvas de coral provienen de Australia y son altamente tolerantes a las aguas cálidas típicas de la zona. 

El proceso para obtener las larvas proviene de otro proyecto de fertilización liderado por el Prof. Harrison. En noviembre, ocurre el desove masivo de la GBC y los científicos recogen millones de huevos de coral y esperma. Entonces los cuidadosamente los crían en grandes recintos flotantes y una vez que se han desarrollado las larvas, se colocan en el robot hasta que se rocían en áreas muertas del arrecife. El coral bebé debe asentarse para crecer, pudiendo reproducirse aproximadamente tres años después. Según los datos aportados por sus creadores, tres robots Larvalbot pueden sembrar arrecifes a un ritmo de 1.500 metros cuadrados por hora.

Tras el éxito de esta prueba inicial en 2018, los investigadores planean implementar completamente su propuesta ganadora del desafío en 2019, construyendo mega-captadores aún más grandes y piscinas de incubación de larvas flotantes alimentadas con energía solar diseñadas para criar cientos de millones de especies genéticamente diversas. Las larvas de coral tolerantes se colocan en arrecifes dañados a través de una combinación de nubes de larvas y LarvalBots.

Les deseamos éxitos en esta batalla, no perdiendo de vista que este proyecto por sí solo no será suficiente. Es necesario que se enfrenten las principales causas del problema para detener y revertir el deterioro de los arrecifes de coral: la contaminación, e cambio climático y la pesca industrial.

Fuentes:

viernes, 7 de diciembre de 2018

FERTILIZACIÓN IN VITRO PARA SALVAR LA GRAN BARRERA DE CORAL

Fuente: Futurism
A veces, si quieres salvar el mundo, tienes que subirte las mangas y ensuciarte las manos. Eso es especialmente cierto para los científicos australianos que quieren restaurar la Gran Barrera de Coral a su antigua gloria.

Durante años, la Gran Barrera de Coral ha estado decolorándose, lo que significa morir, como resultado del avanzado proceso de acidificación de los océanos y el cambio climático global. El aumento de las temperaturas del mar relacionadas con el cambio climático ha dañado los 2.300 km (1,429 millas) de longitud del arrecife, un área del Patrimonio Mundial, dejando atrás restos de coral esqueléticos, conocidos como decoloración masiva.

Sin embargo, los científicos en Australia están tratando de restaurar la Gran Barrera de Coral con el llamado Proyecto de Restauración Larval que quiere devolver a la vida las partes más dañadas del arrecife, utilizando técnicas de estilo de Fertilización In Vitro (FIV) en el coral.

El plan consiste en recolectar millones de espermatozoides de coral y células de óvulos, fertilizarlos e implantar el coral bebé (larvas) nuevamente en las partes más dañadas del arrecife una vez que haya crecido. 

Como la mitad de la Gran Barrera de Coral ha muerto, la fertilización natural ha disminuido. Los científicos de la Universidad Southern Cross en Nueva Gales del Sur - Australia, tomaron el asunto en sus propias manos y construyeron dispositivos que pueden recolectar y almacenar los espermatozoides y los huevos que desprende el coral restante durante un evento de desove anual, el cual comenzó a principios de la última semana de noviembre y dura entre 48 y 72 horas.

Llamándolo "FIV para el coral", los científicos intentarán criar y cultivar corales en barreras flotantes hasta que estén lo suficientemente maduros como para regresar a la Gran Barrera de Coral.
Fuente: Sky News
Según el profesor Peter Harrison, este proyecto de restauración de larvas es el más grande jamás intentado, no solo en la Gran Barrera de Coral, sino en cualquier parte del mundo.

El profesor Harrison dijo que su objetivo era reparar el daño causado por la decoloración de los corales en 2016 y 2017, lo que podría ser irreparable. Según él, la Gran Barrera de Coral ha perdido más de la mitad de sus corales en esos dos últimos eventos de blanqueamiento.

Si todo sale según lo planeado, el proyecto debería restaurar algo de vida y color a uno de los ecosistemas más icónicos del mundo, revirtiendo la tendencia de deterioro; pero el equipo advirtió que el esfuerzo por sí solo no será suficiente para salvar el arrecife y se necesita una acción más fuerte en relación con el cambio climático.

Fuentes: