Robot Tham Gia Cuộc Đua Cứu Rừng San Hô Đang Chết

Taryn Foster tin rằng rạn san hô đang chết ở Úc vẫn có thể được cứu rỗi—nếu cô ấy có thể tăng tốc những nỗ lực để cứu rỗi chúng. Trong nhiều năm qua, các nhà sinh học như cô ấy đã đang đưa ra sự giúp đỡ cho những rạn san hô đang đối mặt với nhiệt độ tăng và độ axit tăng: Họ đã thu thập các mảnh san hô và cắt chúng thành từng mảnh để nhân bản và nuôi chúng trong các trại trên cạn; họ đã kết hợp các loại để tạo ra khả năng chống nhiệt; họ đã thử nghiệm với vi khuẩn có lợi như một biện pháp phòng ngừa chống lại các căn bệnh chết người.

Nhưng thậm chí việc trồng hàng nghìn san hô khỏe mạnh và nâng cấp chúng lên rạn san hô hỏng sẽ không đủ để cứu rỗi toàn bộ hệ sinh thái, Foster nói. “Chúng ta cần một cách nào đó để triển khai san hô ở quy mô lớn.” Nghe có vẻ như là công việc của các robot.

Trong một đại dương khỏe mạnh, từng san hô cá thể được gọi là polyps xây dựng xương chói của mình bằng cách trích xuất canxi cacbonat từ nước biển. Sau đó, chúng liên kết với san hô cùng dòng gen để tạo ra các đám lớn—rạn san hô. Nhưng khi đại dương hấp thụ thêm carbon dioxide từ không khí, nước trở nên axit hơn, làm cho việc polyps xây dựng xương chói của chúng trở nên khó khăn hoặc ngăn chúng khỏi tan rã. Sự axit hóa làm trì hoãn sự phát triển của rạn san hô, và với nhiệt độ đại dương toàn cầu tăng lên, san hô đang đối mặt với sự sống còn.

Ví dụ, trong Rạn san hô lớn, sự phát triển của san hô đã giảm chậm trong vài thập kỷ gần đây, một phần là do trong những đợt nhiệt đới, san hô đẩy ra những tảo nhỏ sống bên trong mô của chúng và cung cấp chất dinh dưỡng, khiến chúng trắng bệch. San hô trắng không chết nhưng nguy cơ đói và bệnh tật cao hơn, và sự mất mát của rạn san hô ảnh hưởng nặng nề đến hàng nghìn loài cá, cua và các loài động vật biển khác phụ thuộc vào chúng để tìm nơi trú ẩn và thức ăn.

Việc trồng san hô thay thế trong một trại và ghép chúng vào rạn san hô hiện tại mất công sức, tốn kém và chậm. San hô là những người trưởng thành chậm chạp theo tự nhiên—tùy thuộc vào loài, chúng mất từ ba đến 10 năm để xây dựng xương chói có kích thước của người trưởng thành. Với công ty của mình, Coral Maker, Foster đang cố gắng tăng tốc quá trình này. Trước khi nghiên cứu về rạn san hô và biến đổi khí hậu, Foster đã làm việc trong công ty xây dựng của gia đình. Bây giờ cô ấy đang sử dụng máy đúc khô của gia đình để sản xuất các hình dạng xương chói giống như xương chói tự nhiên của san hô—kế hoạch là cung cấp cho san hô trẻ một nền tảng phù hợp từ đó chúng có thể phát triển nhanh hơn.

Bản thiết kế đầu tiên của xương chói Coral Maker có hình dạng hình cầu và có sáu ổ cắm nơi có thể đặt các mảnh san hô sống. Thiết kế xương chói lấy cảm hứng từ thiên nhiên: Nhiều loại như san hô đầu óc phát triển dạng hình cầu, trong khi san hô phân nhánh hoặc san hô đĩa phát triển lên từ một cơ sở chắc chắn. Nhưng cũng có những thách thức với các xương chói hình cầu, Foster nói. “Chúng không dễ sản xuất như một cái có bề mặt phẳng, chúng không dễ đóng gói trên một pallet, chúng không dễ dán đồ trên đó.” Đó là lý do tại sao Foster tiếp tục nghiên cứu thiết kế để máy xây dựng có thể sớm sản xuất lên đến 10,000 chiếc mỗi ngày chỉ với vài đô la. Quy trình sau đó có thể được nhân bản ở các nhà máy khác.

Khi nhiều mảnh san hô với xương chói sẵn có của chúng được trồng ra trên các rạn san hô, chúng có thể đạt đến kích thước đầy đủ trong vòng 12 đến 18 tháng. Điều đó nhanh chóng hơn nhiều so với nếu chúng không có sự giúp đỡ—miễn là vị trí và điều kiện nước và ánh sáng là phù hợp. San hô thích nó ấm, nhưng không quá ấm; sáng, nhưng không quá sáng; chúng thích dòng nước mang theo thức ăn mà không làm hỏng cấu trúc tinh tế của chúng. “Chúng khó tính một chút,” Foster nói.

Foster đã trồng một đợt san hô đầu tiên trong các xương chói sẵn có trong hơn một năm tại một trang trại san hô gần Đảo Abrolhos ở phía Tây Australia, nơi cô ấy sống. Mục đích của cuộc thử nghiệm đầu tiên là kiểm tra cách những người lặn có thể vận chuyển các xương chói từ đá vôi và làm thế nào san hô phản ứng trong một khu vực có điều kiện tốt. Ngày 2 tháng 12 năm 2022, Foster và đồng nghiệp triển khai một đợt san hô thứ hai trên một bảo vệ cát dưới nước. Lần này, các xương chói sẵn có có hình dạng đĩa, với một tay cầm nhỏ cho một người lặn hoặc một phương tiện được kiểm soát từ xa.

Ngay cả khi san hô hạnh phúc bao bọc xương chói của họ, Foster nói rằng các công việc thủ công trên cạn sẽ phải được tự động hóa để sản xuất khoảng 1,7 triệu san hô trên 280,000 xương chói mỗi năm. Cô đang cộng tác với các nhà nghiên cứu tại Autodesk AI Lab ở San Francisco để phát triển và huấn luyện hai loại cánh tay robot có cảm biến hình ảnh: một có khả năng cắt mảnh san hô thành các phần nhỏ hơn và dán chúng vào ổ cắm và một có thể cắm những ổ cắm đó vào xương chói đá vôi. Một khi chúng được vận hành trên quy mô hoạt động, cô ấy nói, mục tiêu là có nhiều dự án trên các rạn san hô và bờ biển trên khắp thế giới. “Tôi coi điều này như một cơ chế giao hàng hoặc một cơ chế mở rộng cho những công nghệ khác mà mọi người đang phát triển, như trồng san hô,” Foster nói. “Chỉ là nhanh chóng hơn và trên quy mô lớn hơn.”

Bài viết này ban đầu được xuất bản trong số tháng 3/tháng 4 năm 2023 của tạp chí MYTOUR UK.