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译特拉维夫大学使用RFID技术研究蝙蝠行为

2018年08月29日

  特拉维夫大学的神经生态蝙蝠实验室正使用RFID和GPS技术来了解蝙蝠的行为,从而帮助人类思维研究。这一跟踪蝙蝠进出洞穴的解决方案是由初创公司Readbee提供的,使用了Sentiron的读卡器和多路复用器。

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  蝙蝠的跟踪存在着很多挑战。动物的体重会变化,飞行速度可达每小时40英里,并且可以在眨眼间中途改变方向。Yossi Yovel教授说,蝙蝠的跟踪可以为生态研究提供有价值的信息。神经生态学蝙蝠实验室正在研究蝙蝠的回声定位技术。研究人员推测,这很重要,因为蝙蝠的大脑和包括人类在内的哺乳动物并没有什么不同。研究人员不仅研究蝙蝠如何通过回声定位进行空间导航,还研究他们的感官知觉,社会行为和决策。

  研究人员在大学附近找寻了一个山洞,蝙蝠“志愿者”可以飞进飞出。该团队想要了解蝙蝠何时进出以及飞往目的地,因此每个动物颈部周围都附着了一个GPS模块。每个GPS模块配有电池及麦克风,用于跟踪蝙蝠移动时的状况。然而,这些GPS模块无法用于小蝙蝠上,这是因为小蝙蝠智能载重其体重的10%。GPS模块重量为4到6克,而小蝙蝠重量则可小达1.5克。

  此外,GPS模块价格昂贵,单价达500美元。很多情况下,佩戴GPS模块的蝙蝠不会回到山洞,这也可能造成损失。因此,只有部分蝙蝠穿戴了GPS模块。该小组希望能够追踪更多的蝙蝠,并在进出洞穴时识别每只蝙蝠的身份。

  过去,为了了解蝙蝠何时进出洞穴,研究人员使用相机进行观察。为了识别每只蝙蝠的身份,他们在蝙蝠头上涂上了信息,或附上了一个带有名字的衣领。第二天,小组研究人员会查看这些记录,通过视觉指示器读取蝙蝠名字。这个这个过程非常耗时且容易出错。

  该小组还安装了LF RFID技术,标签嵌在蝙蝠的皮肤下,但读取率不够高。Yovel说:“该系统经常无法读取标签,尤其在蝙蝠飞行速度快的时候。”因此,该公司联系上了Readbee。

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  Readbee创始人Yoni Harris表示,公司成立于2016年,主要在以色列提供定制的UHF RFID解决方案。以色列的UHF技术发射频率为915至917 MHz。该公司还与Senitron合作,在库存跟踪等领域提供解决方案。今年1月开始,该公司开始与大学合作,并在6个月内开发了一个系统,蝙蝠标签读取率几乎达到100%。

  Harris会议说,刚接触这个项目时,我们几乎不了解蝙蝠。我们测试了各种RFID标签和外形,最后选择开发自己的RFID标签。该系统可以跟踪正在吃昆虫和水果的蝙蝠。

  读卡器安装在3英尺*3英尺大小的入口上。在确定最有效的解决方案之前,Readbee安装了多达8个天线以及1或2个读取器。最后,入口的顶部及底部安装了2个内置Impinj R2000读卡器模块的Senitron读卡器,每个读卡器都配有一个天线。Readbee还开发了基于云的软件,使用标签读取数据来判断标签移动方向,速度及停留时间。标签ID还和蝙蝠身份及种类,年龄和体重等信息进行了绑定。

  现在,研究人员可以简单地打开软件并查看特定蝙蝠进出数据及其速度,而不用花费大量时间查看录像带。读取器白天处于休眠状态,日落后开始读取数据。

  蝙蝠佩戴内置RFID标签的项链。该公司曾经研究过采用皮下植入标签,但最终发现UHF RFID技术在这种情况下运行不佳。该公司还尝试在GPS模块上附着RFID标签,但最后发现GPS模块上的金属会影响标签的有效性。

  最后,Readbee团队开发了一种塑料标签,宽度为0.8厘米,长度为4.2厘米,由聚酰亚胺制成,这种材料耐用,耐高温,能够承受阳光直射和水。

  项目刚开始时,该团队标记了100只蝙蝠,在蝙蝠进出洞穴时进行监控。下一步,该团队将开始跟踪蝙蝠吃饭及睡觉的行为。Yovel希望在食品盒上安装RFID阅读器,以跟踪不同种类蝙蝠的饮食习惯。研究人员还希望监测蝙蝠如何睡觉及其睡眠时长。

  Yovel说,长远来看,他希望采用植入标签来跟踪蝙蝠。他说:“这类标签非常重要,无需额外佩戴标签。我认为UHF RFID具有许多有趣的潜在应用,该技术读取范围更长。未来我们将使用UHF RFID技术来进行更多实验。”

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