現在，生態環境問題越來越受到人們的重視。除了人們熟知的污染排放、氣候變化、過度捕撈之外，物種入侵也是造成生態失衡的重要因素之一。而且伴隨著放生、偷渡等行為的增多有愈演愈烈的趨勢。現在加勒比海和西大西洋就面臨著物種入侵的問題。

若說起海洋中的頂級捕食者，通常大家腦海中想到的大多會是鯊魚。但是問一下加勒比海或美國沿海地區的漁民或自然保護主義者，你可能會得到不同的答案。在那里，一個小得多的生物正在沖擊著水下生態系統。

獅子魚是一種原產于南太平洋和印度洋的多彩水族館魚，但現在已成為加勒比海和西大西洋的一個嚴重問題。在這里由于沒有捕食者，它的數量正在以驚人的數度增長，會大量捕食本地魚類，影響當地的生態系統，給珊瑚礁造成了額外的壓力。

根據海洋基金會的說法，這種魚的胃部可以擴展到正常體積的30倍，可以在短短五周內將珊瑚礁上的幼魚數量減少近90％。已經有發現獅子魚的胃里有50多種幼魚。

于是伍斯特理工學院（WPI）的本科學生計劃研制一個自動水下機器人，希望可以減緩獅子魚帶來的物種入侵威脅。而魚也有較大的經濟價值，可以給當地漁民帶來新的收入。

“這對經濟和環境都有好處，而且魚也很美味，” 專注于機器人計算機視覺系統的機器人工程專業學生布蘭登凱利說，“這些魚造成的巨大破壞，讓我想要在這個項目上工作，我們覺得我們可以給這種環境帶來一些變化。”

第一個學生項目團隊在去年開發出了幾個系統，使潛水機器人能夠將獅子魚與其他物種區分開來。機器人可以提供給當地漁民，他們經常水肺潛水捕魚，用這種機器人來捕獲獅子魚是一種更有效、更安全的方式

過去一年中，MQP團隊成員使用先進的計算機視覺庫、神經網絡軟件和計算機視覺模型以及機器學習技術來開發機器人的計算機視覺系統，這是區分獅子魚與該地區其他魚類和水生物種的關鍵。他們向系統展示了數千種不同顏色的獅子魚的圖像，這些圖像是從不同的角度和不同的光照條件下拍攝的，用來訓練獅子魚的識別精度，目前識別精度已達到95%。

WPI的機器人能在沒有人類指導的情況下自行捕魚，并且不會破壞脆弱的珊瑚礁。一旦它識別出獅子魚，它就會改變路線攔截它并刺入它。浮力矛尖將分離并將魚漂浮到表面以便收集。漁民可以使用多個機器人同時作業，增大捕撈量。

WPI表示，給機器人繪制一條路線，將它扔出船，讓它下到礁石，它就可以自行搜索。理想情況下，機器人將設置搜索模式并沿著礁石移動而不會發生碰撞。這個模式使得機器人可以成為解決環境問題的一種方式。

該團隊還開發了備用系統和浮力補償系統。機器人有一個旋轉木馬，與左輪手槍的圓柱體不同，它有八個可拆卸的矛尖。電動機構連接到金屬軸，可以將矛尖插入魚中。當軸縮回時，將浮力矛尖端嵌入魚中，旋轉木馬轉動將下一個矛尖移動到位。當使用矛尖時，機器人失去浮力。為了彌補這一缺陷，研究人員建造了一個防水，充氣的腔室，每次噴射后稍微擴大，以便平衡機器人的浮力。該團隊還設計了一個防水腔室，以保護機器人的主板和電子設備免受鹽水的腐蝕性影響。

WPI表示，接下來的一年內，第二個MQP團隊將專注于機器人的全球導航系統，使其能夠在尋找獅子魚時自動導航和建立三維搜索網格。