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La Grande Barrière de corail australienne ne peut pas faire la différence: en plus de lutter contre la pollution, les ouragans et les épisodes successifs de blanchissement des coraux, le récif le plus emblématique du monde est dévoré par des millions d'épineux, venimeux étoiles de mer connues sous le nom d'étoiles de mer à couronne épineuse (COTS). Mais dans une confrontation digne d'un film de science-fiction, des scientifiques ont mis au point un nouveau robot pour chasser et tuer ces étoiles de la mer: un véhicule sous-marin meurtrier et autonome appelé RangerBot.
Depuis 2010, la population de COTS indigènes mangeurs de corail est en plein essor et l'épidémie sévit dans la grande barrière de corail, longue de 2 300 kilomètres. RangerBot s'initie au récif - et aux cauchemars des étoiles de la mer - cette semaine, en partie pour contribuer aux efforts en cours visant à contrôler les logiciels commerciaux. Ce chasseur de primes autonome est le résultat de plus d'une décennie de travaux de recherche et développement menés par le robotiste Matthew Dunbabin de la Queensland University of Technology (QUT), bénéficiant d'une subvention de 750 000 USD de la branche à but non lucratif de Google.
Les épidémies de type COTS ont été une cause majeure de mortalité corallienne pour la Grande Barrière de Corail, en difficulté. Les booms semblent être causés par de multiples facteurs: les étoiles de mer sont prolifiques et à croissance rapide, les eaux de ruissellement agricoles stimulent la nourriture de leurs larves et les humains ont surexploité les quelques prédateurs disposés à manger les coussins venimeux. Les recherches suggèrent que la maîtrise de cette explosion d'étoiles de mer et la prévention de futures pointes pourraient aider à inverser le déclin des coraux sur la Grande barrière de corail.
C'est là que Dunbabin a eu l'occasion d'appliquer ses recherches à la vision robotique. En 2005, Dunbabin avait mis au point un système informatisé capable d’identifier les logiciels commerciaux avec une précision d’environ 67%. Mais franchir une nouvelle étape et adapter le système pour exterminer une étoile de mer une fois l’étoile repérée était un défi de taille. Pour tuer un COT, il aurait fallu injecter une solution toxique dans chacun des 20 bras d'une étoile de mer. Manquer quelques-uns et l'animal pourrait survivre et se régénérer. «C’est une tâche ardue même pour un humain et c’était impossible pour un système robotique», déclare Dunbabin.
Mais en 2014, une solution à ce problème particulier a été trouvée: la découverte qu'un seul coup de feu d'un dérivé de la bile (le suc digestif acide des vésicules biliaires, le plus souvent de vaches ou de moutons) pouvait expédier rapidement et complètement les COTS. Ces sels biliaires endommagent les tissus et entraînent une puissante réponse immunitaire qui tue l'étoile de mer en moins de 20 heures. Dunbabin s'est mis au travail pour construire un robot basé sur ce nouveau système d'injection one-shot. Le résultat était un robot semblable à une torpille appelé COTSbot. Les progrès de la vision robotique et de l'intelligence artificielle ont permis au COTSbot de reconnaître le commerce dans 99, 4% des cas.
Les étoiles de mer couronne d'épines mangent du corail, et leur population en plein essor cause de graves problèmes dans la Grande Barrière de Corail, en Australie. (Tarasovs / iStock) COTSbot était une preuve de concept réussie, mais de nombreuses limitations empêchaient son utilisation généralisée sur le récif. Le robot était gros et coûteux et ne pouvait être déployé que par un expert. Dunbabin et son équipe ont imaginé un robot plus petit, moins cher, plus polyvalent et plus facile à utiliser - vision qu’ils ont réalisée avec RangerBot.
«L’objectif était de le rendre très intuitif, comme ce que sont les drones aujourd’hui. Vous prenez une tablette, planifiez un peu une mission et appuyez sur play », explique Dunbabin. Pour arriver à cette étape, il a fallu tester et affiner les contrôles avec de nombreux utilisateurs potentiels, y compris des étudiants de plus d’une douzaine d’écoles secondaires régionales. Ils ont également étoffé le kit de RangerBot, en lui fournissant des capteurs de qualité de l’eau, des lumières, des piles amovibles et un propulseur supplémentaire lui permettant de collecter des échantillons d’eau, de fonctionner de nuit et pendant de plus longues périodes, et de manœuvrer dans toutes les directions.
Russ Babcock, qui étudie la gestion COTS au sein de l'organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth d'Australie, est optimiste quant au potentiel de RangerBot d'étendre les efforts de contrôle des étoiles de mer dans des eaux plus profondes et moins accessibles et de collecter des données de haute qualité sur les coraux et les étoiles de mer pour informer la gestion actuelle. «Je pense que ces éléments ont leur place dans la boîte à outils des écologistes marins et nous nous rapprochons de plus en plus du jour où de simples écologistes marins comme moi peuvent en utiliser un sans passer par un robot robotique. Amenez-le, dit-il.
Un jour, les flottes de RangerBots pourraient surveiller de manière autonome de vastes zones de la Grande Barrière de Corail, a déclaré Babcock, complétant les systèmes de surveillance actuels et fournissant aux gestionnaires de récifs de meilleures données.
Julia Davies, l'un des collègues de Dunbabin chez QUT, a participé au test de l'interface utilisateur lors du développement de RangerBot. Elle compare le potentiel de RangerBot à celui d'un système de caméras de surveillance du trafic routier, qui peut signaler rapidement les accidents et les ralentissements.
Plus immédiatement, Dunbabin espère que ses cinq RangerBots opérationnels pourront fournir des signes avant-coureurs d’apparition d’apparition de phénomènes commerciaux sur la Grande Barrière de Corail. Cependant, il reste réaliste quant aux limitations des RangerBots. "Ils devraient être des outils pour étendre nos programmes de gestion", ne les remplace pas, dit-il.
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