挪威在水产养殖领域使用机器人方面处于世界领先地位。但这些机器人实际上对鱼有什么影响呢?控制论学家埃莱妮·凯拉西迪(EleniKelasidi)对这一数字感到惊讶。

“我认为将石油和天然气行业使用的相同技术应用到水产养殖领域会非常简单，”EleniKelasidi说。“所以，我第一次参观养鱼场确实给我敲响了警钟，”她说。

克拉西迪拥有博士学位。在成为SINTEFOcean水产养殖部门的高级研究科学家之前，他研究了为石油和天然气领域开发的蛇机​​器人技术。

“我从来没有真正完全理解，充满活生生的移动动物的网栏会如此彻底地改变机器人的操作条件，”凯拉西迪说。“这与在公海操作机器人有很大不同，我们在公海中调查静止的、死的金属物体，例如管道和涡轮机，”她说。

自从机器人技术应用于水产养殖领域以来，所使用的大部分设备最初都是为石油和天然气行业开发的。克拉西迪认为，需要更多针对特定领域的机器人，她的工作涉及研究对鱼类造成最小干扰的技术。

安全裕度——根据鱼的情况

“当我们谈论人类和机器人之间的互动时，我们理所当然地认为人类的需求和安全是最优先考虑的，”克拉西迪说。“同样的原则也是我们鱼机交互项目的核心。我们希望为开发能够快速高效运行的更好的机器人做出贡献。但当然，他们必须考虑到鱼的需求和安全。帐户，”她说。

三年来，克拉西迪与挪威科技大学的博士后张勤和她的团队的其他成员一起，一直在收集和分析安装在SINTEFOcean的全规模养鱼场实验室SINTEFACE的各种不同网栏的数据。数据收集是在不同地点、一年中的不同时间、从处于生命周期不同阶段的鱼类身上进行的。

“我们针对每种情况进行了多次不同的测量，因此我们收集的数据非常全面，”克拉西迪说。“该项目为我们提供了一些明确的答案，尤其是在鱼认为与给定物体的安全距离是多少等问题上，”她说。

“让我们所有人惊讶的一件事是，鱼的大小和它与外星物体保持的距离之间的关系实际上是线性的，”凯拉西迪说。“鱼越小，安全范围就越窄，”她说。

事实上，放入网栏的机器人阻挡的水量比设备本身吸收的水量还要大，而鱼所保持的安全裕度会影响它在不同的机器人操作下在网栏内的限制程度。。这项研究的结果将使养鱼场经营者能够了解鱼与放入围栏中的设备之间的距离。

例如，五公斤重的鱼保持三米的距离。实际上，年轻、较小的鱼保持较窄的安全裕度这一事实意味着可以将更多的设备放入包含幼鱼的围栏中，而不会影响它们的游泳模式和行为。

颜色、大小、速度和声音

凯拉西迪说：“如果我们知道什么会干扰或对圈养的鱼产生负面影响，我们就可以谈论设备制造商应该做出的技术调整。”此后，他更多地了解了鱼的反应方式以及它们忽视的内容。

研究小组建造了许多形状、颜色和大小各异的物体，目的是观察和量化鱼反应的任何变化。事实证明，形状几乎没有什么区别。在圆柱体和立方体同时存在的情况下，鱼的反应相同。然而，与较小的物体相比，它们在存在大型物体时保持更大的安全裕度，并且与黄色物体的距离比与白色物体的距离更大。

换句话说，颜色和尺寸都会产生影响。正如之前的研究所证明的那样，这同样适用于外星物体发出的声音和运动速度。

“我们希望技术供应商在继续开发新设备时能够使用这些信息，”克拉西迪说。

“对于我们研究人员来说，我们的目标是继续开发技术，使自主机器人能够根据圈养鱼的反应调整其行为，以尽可能减少对它们的干扰。如果机器人的传感器检测到鱼正在保持距离，或者，如果它们认识到响应潜在压力刺激的行为发生变化，机器人可能会降低速度并以引起较少干扰的方式运行，”她解释道。

旨在让机器人能够适应

“目前，我们不知道鱼是否会因压力刺激而游离设备，或者它们的行为是否可以与玩耍中的孩子逃离追逐它们的人相比，”克拉西迪说。“我们必须对此进行更多研究，”她说，并补充说，无论如何，了解鱼类对不同刺激的反应表现出什么行为都是有用的。

克拉西迪认为，有很多因素可能发挥作用。如果您打算在网围栏中进行工作，同时与鱼保持一定距离，那么了解鱼倾向于避开什么颜色将很有用。如果您想靠近鱼儿给它们拍照，最好使用干扰最小的颜色的机器人。

目前，研究团队只测试了黄色和白色，因为这些是设备供应商最常用的颜色。未来，该团队的目标是研究当机器人旋转或移动时鱼如何反应，速度在多大程度上是一个因素，以及水平或垂直运动、有或没有灯光是否重要。

Kelasidi强调，主要目标是在尽可能少的干扰下执行自主机器人操作。

“挪威水产养殖业是技术应用的先驱，我们希望贡献专业知识，使该行业能够继续保持其在该领域的世界领先地位，”Kelasidi说。“考虑到鱼类福利的机器人技术不会对当今该行业面临的最紧迫的问题产生影响，但它们将为未来改善福利奠定基础，”她说。

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