【譯】特拉維夫大學(xué)使用RFID技術(shù)研究蝙蝠行為
特拉維夫大學(xué)的神經(jīng)生態(tài)蝙蝠實驗室正使用RFID和GPS技術(shù)來了解蝙蝠的行為,從而幫助人類思維研究。這一跟蹤蝙蝠進出洞穴的解決方案是由初創(chuàng)公司Readbee提供的,使用了Sentiron的讀卡器和多路復(fù)用器。
蝙蝠的跟蹤存在著很多挑戰(zhàn)。動物的體重會變化,飛行速度可達每小時40英里,并且可以在眨眼間中途改變方向。Yossi Yovel教授說,蝙蝠的跟蹤可以為生態(tài)研究提供有價值的信息。神經(jīng)生態(tài)學(xué)蝙蝠實驗室正在研究蝙蝠的回聲定位技術(shù)。研究人員推測,這很重要,因為蝙蝠的大腦和包括人類在內(nèi)的哺乳動物并沒有什么不同。研究人員不僅研究蝙蝠如何通過回聲定位進行空間導(dǎo)航,還研究他們的感官知覺,社會行為和決策。
研究人員在大學(xué)附近找尋了一個山洞,蝙蝠“志愿者”可以飛進飛出。該團隊想要了解蝙蝠何時進出以及飛往目的地,因此每個動物頸部周圍都附著了一個GPS模塊。每個GPS模塊配有電池及麥克風(fēng),用于跟蹤蝙蝠移動時的狀況。然而,這些GPS模塊無法用于小蝙蝠上,這是因為小蝙蝠智能載重其體重的10%。GPS模塊重量為4到6克,而小蝙蝠重量則可小達1.5克。
此外,GPS模塊價格昂貴,單價達500美元。很多情況下,佩戴GPS模塊的蝙蝠不會回到山洞,這也可能造成損失。因此,只有部分蝙蝠穿戴了GPS模塊。該小組希望能夠追蹤更多的蝙蝠,并在進出洞穴時識別每只蝙蝠的身份。
過去,為了了解蝙蝠何時進出洞穴,研究人員使用相機進行觀察。為了識別每只蝙蝠的身份,他們在蝙蝠頭上涂上了信息,或附上了一個帶有名字的衣領(lǐng)。第二天,小組研究人員會查看這些記錄,通過視覺指示器讀取蝙蝠名字。這個這個過程非常耗時且容易出錯。
該小組還安裝了LF RFID技術(shù),標簽嵌在蝙蝠的皮膚下,但讀取率不夠高。Yovel說:“該系統(tǒng)經(jīng)常無法讀取標簽,尤其在蝙蝠飛行速度快的時候。”因此,該公司聯(lián)系上了Readbee。
Readbee創(chuàng)始人Yoni Harris表示,公司成立于2016年,主要在以色列提供定制的UHF RFID解決方案。以色列的UHF技術(shù)發(fā)射頻率為915至917 MHz。該公司還與Senitron合作,在庫存跟蹤等領(lǐng)域提供解決方案。今年1月開始,該公司開始與大學(xué)合作,并在6個月內(nèi)開發(fā)了一個系統(tǒng),蝙蝠標簽讀取率幾乎達到100%。
Harris會議說,剛接觸這個項目時,我們幾乎不了解蝙蝠。我們測試了各種RFID標簽和外形,最后選擇開發(fā)自己的RFID標簽。該系統(tǒng)可以跟蹤正在吃昆蟲和水果的蝙蝠。
讀卡器安裝在3英尺*3英尺大小的入口上。在確定最有效的解決方案之前,Readbee安裝了多達8個天線以及1或2個讀取器。最后,入口的頂部及底部安裝了2個內(nèi)置Impinj R2000讀卡器模塊的Senitron讀卡器,每個讀卡器都配有一個天線。Readbee還開發(fā)了基于云的軟件,使用標簽讀取數(shù)據(jù)來判斷標簽移動方向,速度及停留時間。標簽ID還和蝙蝠身份及種類,年齡和體重等信息進行了綁定。
現(xiàn)在,研究人員可以簡單地打開軟件并查看特定蝙蝠進出數(shù)據(jù)及其速度,而不用花費大量時間查看錄像帶。讀取器白天處于休眠狀態(tài),日落后開始讀取數(shù)據(jù)。
蝙蝠佩戴內(nèi)置RFID標簽的項鏈。該公司曾經(jīng)研究過采用皮下植入標簽,但最終發(fā)現(xiàn)UHF RFID技術(shù)在這種情況下運行不佳。該公司還嘗試在GPS模塊上附著RFID標簽,但最后發(fā)現(xiàn)GPS模塊上的金屬會影響標簽的有效性。
最后,Readbee團隊開發(fā)了一種塑料標簽,寬度為0.8厘米,長度為4.2厘米,由聚酰亞胺制成,這種材料耐用,耐高溫,能夠承受陽光直射和水。
項目剛開始時,該團隊標記了100只蝙蝠,在蝙蝠進出洞穴時進行監(jiān)控。下一步,該團隊將開始跟蹤蝙蝠吃飯及睡覺的行為。Yovel希望在食品盒上安裝RFID閱讀器,以跟蹤不同種類蝙蝠的飲食習(xí)慣。研究人員還希望監(jiān)測蝙蝠如何睡覺及其睡眠時長。
Yovel說,長遠來看,他希望采用植入標簽來跟蹤蝙蝠。他說:“這類標簽非常重要,無需額外佩戴標簽。我認為UHF RFID具有許多有趣的潛在應(yīng)用,該技術(shù)讀取范圍更長。未來我們將使用UHF RFID技術(shù)來進行更多實驗。”