“การเฝ้าระวังที่ไม่ทำให้กลัว” จะเป็นไปได้หรือไม่ หุ่นยนต์รูปปลาเปิดทางสู่การเพาะเลี้ยงที่แม่นยำ

หุ่นยนต์ที่แฝงตัวอยู่ในฝูงปลาเริ่มว่ายน้ำอย่างเงียบๆ เพื่ออนาคตของฟาร์มเลี้ยงปลา

เมื่อพูดถึงหุ่นยนต์ที่ตรวจสอบใต้น้ำในฟาร์มเลี้ยงปลา หลายคนอาจนึกถึงเครื่องจักรที่คล้ายกับเรือดำน้ำขนาดเล็ก หมุนใบพัด ส่องไฟ และใช้กล้องตรวจสอบสภาพของตาข่ายและปลา

อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์ที่ได้รับความสนใจในครั้งนี้คือหุ่นยนต์ที่มีลักษณะคล้ายปลา

ศูนย์วิจัยหุ่นยนต์ใต้น้ำและเทคโนโลยีใต้น้ำ CIRTESU ที่ Universitat Jaume I ในสเปน ได้พัฒนาหุ่นยนต์ต้นแบบ "UJIFISH-I" ซึ่งเป็นหุ่นยนต์รูปแบบปลาแบบโมดูลาร์ที่มีวัตถุประสงค์เพื่อการตรวจสอบตาข่ายในฟาร์มเลี้ยงปลา การเฝ้าระวังคุณภาพน้ำ และการวางเซ็นเซอร์ จุดเด่นที่สุดคือไม่ใช่แค่มีรูปร่างเหมือนปลาเท่านั้น แต่ยังว่ายน้ำด้วยการเคลื่อนไหวที่คล้ายกับปลา เพื่อลดปัจจัยที่อาจทำให้ปลาเกิดความเครียด เช่น ใบพัดหรือแสงสว่างที่แรง

ในอุตสาหกรรมการเลี้ยงปลา การตรวจสอบสุขภาพของปลา ความเสียหายของตาข่าย อุณหภูมิของน้ำ ปริมาณออกซิเจนละลาย และความเค็มเป็นสิ่งสำคัญ หากตาข่ายมีรู ปลาจะหนีออกไปได้ หากการเสื่อมสภาพของคุณภาพน้ำถูกตรวจพบช้า อาจนำไปสู่การเจริญเติบโตที่ไม่ดีหรือการตายจำนวนมากได้ แต่หากการตรวจสอบนั้นทำให้ปลาเกิดความเครียด มันก็จะเป็นการทำลายจุดประสงค์

การตรวจสอบด้วยหุ่นยนต์ใต้น้ำหรือการดำน้ำแบบเดิมๆ อาจมีประสิทธิภาพสำหรับมนุษย์ แต่สำหรับปลาแล้ว มันคือการบุกรุกจากสิ่งแปลกปลอม เสียงของใบพัด กระแสน้ำที่รุนแรง แสงสว่างที่แรง และการเคลื่อนไหวของเครื่องจักรที่ใกล้เข้ามา สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่สิ่งกระตุ้นเล็กน้อยสำหรับสิ่งมีชีวิตใต้น้ำ

UJIFISH-I มุ่งลด "ความเครียดจากการเฝ้าระวัง" นี้ หุ่นยนต์จะไม่เข้าใกล้ฝูงปลา แต่จะเคลื่อนไหวคล้ายกับปลาเพื่อกลมกลืนกับสิ่งแวดล้อม ลดเสียงดังและกระแสน้ำที่รุนแรง และรวบรวมข้อมูลที่จำเป็นอย่างเงียบๆ ซึ่งไม่เพียงแต่มีความหมายต่อการเพิ่มประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมการเลี้ยงปลาเท่านั้น แต่ยังมีความหมายในแง่ของสวัสดิภาพสัตว์และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมด้วย

เรียนรู้จากการเคลื่อนไหวของปลา หุ่นยนต์ใต้น้ำที่ไม่มีใบพัด

UJIFISH-I ได้รับการออกแบบให้เป็นหุ่นยนต์ที่เลียนแบบชีวภาพ หรือที่เรียกว่าหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพ การขับเคลื่อนใช้การเคลื่อนไหวเป็นคลื่นที่คล้ายกับการว่ายน้ำของปลา ซึ่งช่วยลดเสียงรบกวนทางกลไกและการรบกวนของน้ำ รวมถึงผลกระทบทางกายภาพต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบ

การขับเคลื่อนด้วยใบพัดซึ่งเป็นที่นิยมในหุ่นยนต์ใต้น้ำทั่วไป มีโครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่ายและควบคุมได้ง่าย แต่ก็สร้างเสียงและกระแสน้ำ การเคลื่อนไหวใกล้กับปลาที่เลี้ยง ความกระตุ้นเหล่านี้ไม่สามารถละเลยได้ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นสูง หากเกิดพฤติกรรมการหนีหรือการกระจายตัวของฝูงปลา มันจะกลายเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดความเครียดได้

UJIFISH-I พยายามที่จะบรรลุคุณสมบัติของไหลที่ราบรื่นยิ่งขึ้นโดยการรวมรูปร่างและการเคลื่อนไหวที่สอดคล้องกับปลาที่โตเต็มวัย หุ่นยนต์ที่ว่ายน้ำเหมือนปลาไม่ใช่แค่การแสดงรูปลักษณ์เท่านั้น แต่ยังเป็นคำตอบทางวิศวกรรมสำหรับปัญหาการใช้งานจริงเกี่ยวกับวิธีการเคลื่อนที่ใต้น้ำและการรบกวนสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด

นอกจากนี้ยังติดตั้งระบบวิสัยทัศน์พาโนรามาที่มีมุมมอง 180 องศาเพื่อรับภาพใต้น้ำ ความลึกที่สามารถใช้งานได้สูงสุดคือ 20 เมตร ช่วงการควบคุมระยะไกลในแนวดิ่งสูงสุด 150 เมตร และในแนวนอนสูงสุด 500 เมตร การสื่อสารเป็นแบบไฮบริดที่รองรับทั้งสายเคเบิลและโมเด็มเสียง ซึ่งคาดว่าจะใช้สลับกันตามเงื่อนไขของฟาร์มเลี้ยงปลา

การตรวจสอบตาข่าย การวัดอุณหภูมิ และการวางเซ็นเซอร์

การจัดการฟาร์มเลี้ยงปลาที่สำคัญไม่ใช่แค่การดูปลา แต่เป็นการเข้าใจสภาพแวดล้อมทั้งหมดที่ล้อมรอบปลา

UJIFISH-I ติดตั้งเซ็นเซอร์ที่วัดอุณหภูมิและความลึกอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังสามารถรวมเซ็นเซอร์เพิ่มเติมที่วัดความเค็ม ค่า pH ออกซิเจนละลาย และก๊าซต่างๆ ได้อีกด้วย ซึ่งทำให้มันใกล้เคียงกับแพลตฟอร์มเคลื่อนที่สำหรับรวบรวมข้อมูลใต้น้ำในฟาร์มเลี้ยงปลามากกว่าหุ่นยนต์เดี่ยว

ฟังก์ชันที่น่าสนใจคือความสามารถในการขนส่งและวางเซ็นเซอร์หรือส่วนประกอบเสริมในตำแหน่งที่กำหนด ซึ่งทำให้หุ่นยนต์ไม่เพียงแค่สังเกตเท่านั้น แต่ยังสามารถทำหน้าที่ส่งมอบอุปกรณ์วัดไปยังจุดที่จำเป็นในฟาร์มเลี้ยงปลาได้ด้วย

ตัวอย่างเช่น หากสงสัยว่ามีการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำรอบๆ ตาข่าย หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ไปที่นั่นและวางเซ็นเซอร์เพิ่มเติม หรือหากมีความเป็นไปได้ที่ตาข่ายบางส่วนจะเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบด้วยภาพพาโนรามาได้ แม้ในสถานการณ์ที่นักดำน้ำไม่สามารถลงไปได้ หุ่นยนต์ก็อาจทำงานแทนได้

ทีมวิจัยยืนยันถึงความเป็นไปได้ในการใช้งานของหุ่นยนต์ผ่านการทดสอบการควบคุมในด้านการตรวจสอบตาข่าย การควบคุมระยะไกล การรวบรวมข้อมูล และการวางเซ็นเซอร์ โดยแสดงให้เห็นถึงความคล่องตัวสูงและความน่าเชื่อถือในการตรวจจับเป้าหมาย

กระแสการเลี้ยงปลาอย่างแม่นยำ

เบื้องหลังของหุ่นยนต์นี้คือกระแสการเลี้ยงปลาอย่างแม่นยำที่กำลังขยายตัวทั่วโลก

ในภาคการเกษตร การเกษตรอย่างแม่นยำที่ใช้เซ็นเซอร์ โดรน AI และข้อมูลดาวเทียมในการจัดการสภาพของพืชผลอย่างละเอียดได้แพร่หลายแล้ว ในอุตสาหกรรมการเลี้ยงปลาก็เช่นเดียวกัน มีการเคลื่อนไหวที่พยายามจะเข้าใจพฤติกรรมของปลา คุณภาพน้ำ การให้อาหาร สัญญาณของโรค และสภาพของตาข่ายผ่านข้อมูล เพื่อการดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น

การเลี้ยงปลาเป็นสิ่งที่มีความสำคัญมากขึ้นในด้านการจัดหาอาหารของโลก ในขณะที่การพึ่งพาการประมงธรรมชาติเพียงอย่างเดียวเป็นเรื่องยาก การขยายการเลี้ยงปลาเพื่อการจัดหาอาหารทะเลที่มั่นคงเป็นสิ่งจำเป็น ในขณะเดียวกันก็มีปัญหาที่ต้องแก้ไขมากมาย เช่น การเลี้ยงที่หนาแน่น โรค การปล่อยของเสีย อาหารสัตว์ และผลกระทบต่อระบบนิเวศจากปลาที่หลบหนี

ดังนั้นจึงมีความต้องการเทคโนโลยีที่สามารถเฝ้าระวังฟาร์มเลี้ยงปลาอย่างละเอียดและมีภาระน้อยลง หุ่นยนต์อย่าง UJIFISH-I อาจมีบทบาทในส่วนนี้

สิ่งที่สำคัญคือ ไม่ใช่แค่ "อัตโนมัติ = ลดงานของมนุษย์" การตรวจสอบใต้น้ำมีความเสี่ยงต่อผู้ปฏิบัติงาน กระแสน้ำ ทัศนวิสัยที่ไม่ดี อุณหภูมิต่ำ การสัมผัสกับอุปกรณ์ และการทำงานเป็นเวลานาน หากสามารถแทนที่ความเสี่ยงเหล่านี้ด้วยหุ่นยนต์ ความปลอดภัยของมนุษย์ก็จะเพิ่มขึ้น

ในขณะเดียวกัน หากสามารถเฝ้าระวังปลาได้ด้วยวิธีที่มีภาระน้อยลง อุตสาหกรรมการเลี้ยงปลาก็จะเข้าใกล้การจัดการที่ "เงียบ" มากขึ้น หุ่นยนต์ใต้น้ำอาจเป็นเครื่องมือในการเพิ่มประสิทธิภาพ รวมถึงลดความเครียดของปลาและการรบกวนสิ่งแวดล้อม

ปฏิกิริยาบน SNS และอินเทอร์เน็ต: แม้ยังไม่แพร่หลายมาก แต่ความสนใจอยู่ที่ "ความน่ารัก" มากกว่าการใช้งาน

เนื่องจากบทความนี้เพิ่งเผยแพร่ จึงยังไม่มีการอภิปรายขนาดใหญ่บน SNS ในขณะนี้ บน Phys.org มีการแสดงความคิดเห็นและแชร์น้อยมากในขณะที่เผยแพร่บทความ อย่างไรก็ตาม มันถูกนำเสนอในเว็บไซต์ข่าววิทยาศาสตร์และเว็บไซต์รวบรวมข่าวในภาษาจีน โดยมีเนื้อหาว่า "หุ่นยนต์ปลาเพื่อตรวจสอบตาข่ายและคุณภาพน้ำในขณะที่ลดความเครียดในการเลี้ยงปลา"

ในภาษาสเปน การแพร่กระจายของข่าวนี้โดดเด่นในฐานะข่าวท้องถิ่นหรือข่าวที่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัย บน Facebook มีการยืนยันว่าบัญชีที่เกี่ยวข้องกับสถานีวิทยุในสเปนได้แชร์หัวข้อนี้ ความสนใจมุ่งเน้นไปที่การเฝ้าระวังการเลี้ยงปลาอย่างปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าที่จะเป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคตที่ฉูดฉาด

นอกจากนี้ บนเว็บไซต์ข่าวด้านวิศวกรรมชีวภาพ มีการแสดงจำนวนการแชร์บน Facebook และ X แม้ว่าจะไม่ใช่การแพร่หลายขนาดใหญ่ แต่ในฐานะข่าวเฉพาะทาง มันเริ่มเข้าถึงกลุ่มผู้อ่านที่สนใจด้านวิศวกรรมหุ่นยนต์ การเลี้ยงปลา และการคำนึงถึงสิ่งแวดล้อม

เมื่อเทคโนโลยีประเภทนี้แพร่กระจายบน SNS ปฏิกิริยามักจะแบ่งเป็นสองประเภท หนึ่งคือความสนใจในความน่าสนใจทางสายตาของ "หุ่นยนต์รูปปลาแฝงตัวในฝูงปลา" อีกหนึ่งคือข้อสงสัยเกี่ยวกับการใช้งาน เช่น "มันสามารถลดความเครียดของปลาได้จริงหรือ" "คุ้มค่ากับต้นทุนหรือไม่" "จะทำอย่างไรหากเกิดความเสียหาย"

ในขอบเขตที่สามารถตรวจสอบได้ในขณะนี้ การอภิปรายเชิงวิพากษ์ในรายละเอียดเช่นนี้ยังไม่มากนัก แต่หากเทคโนโลยีนี้เข้าใกล้ขั้นตอนการใช้งานจริง ประเด็นเกี่ยวกับต้นทุน ความทนทาน การบำรุงรักษา การจัดการข้อมูล และผลกระทบระยะยาวต่อปลาจะต้องปรากฏบน SNS อย่างแน่นอน

ความท้าทายคือความเป็นอิสระ เวลาในการทำงาน และต้นทุน

UJIFISH-I เป็นต้นแบบที่มีแนวโน้มดี แต่ยังไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่พร้อมใช้งานในฟาร์มเลี้ยงปลาทั่วโลก

ทีมวิจัยเองก็ระบุถึงความท้าทายในอนาคต เช่น การเพิ่มความเป็นอิสระ เวลาในการทำงาน และความสามารถในการตรวจจับ โดยเฉพาะการรวมระบบถุงลมเทียมเพื่อการควบคุมแรงลอยตัวอย่างแข็งขันเพื่อให้สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างเสถียรในที่ลึก

สำหรับหุ่นยนต์ใต้น้ำ แบตเตอรี่และการสื่อสารเป็นข้อจำกัดใหญ่ ไม่สามารถสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุได้ง่ายเหมือนโดรนในอากาศ ในใต้น้ำมักต้องพึ่งพาการสื่อสารด้วยเสียงหรือสายเคเบิล การส่งข้อมูลภาพ การควบคุมตำแหน่ง การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง และการเคลื่อนไหวที่ปลอดภัยในฝูงปลา ล้วนเป็นเทคโนโลยีหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานจริง

นอกจากนี้ สำหรับผู้ประกอบการเลี้ยงปลา ความสำคัญอยู่ที่ความคุ้มค่ามากกว่าความใหม่ของเทคโนโลยี ต้นทุนการติดตั้ง ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา การซ่อมแซมเมื่อเกิดความเสียหาย บุคลากรที่จำเป็นในการใช้งาน และการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่มีอยู่ หากสิ่งเหล่านี้ไม่เหมาะสมกับสถานที่จริง แม้หุ่นยนต์จะดีแค่ไหนก็ยากที่จะได้รับความนิยม

นอกจากนี้ แม้ว่าการเคลื่อนไหวที่คล้ายกับปลาจะลดความเครียดในระยะสั้น แต่การตอบสนองของปลาในระยะยาวยังเป็นปัญหาที่แตกต่างกัน ปฏิกิริยาอาจแตกต่างกันไปตามชนิดของปลา ปลาแซลมอน ปลามาได ปลากะพง ปลาทิลาเปีย เป็นต้น สภาพแวดล้อมการเลี้ยงและนิเวศวิทยาของปลาที่เลี้ยงนั้นแตกต่างกัน การขยายผลการทดลองในถังน้ำหรือสิ่งอำนวยความสะดวกในท่าเรือไปยังฟาร์มเลี้ยงปลาขนาดใหญ่จริงๆ จะเป็นกุญแจสำคัญในอนาคต

ยิ่งหุ่นยนต์เข้าใกล้ปลาเท่าไร ความรับผิดชอบของมนุษย์ก็ยิ่งถูกตั้งคำถาม

หุ่น