特拉維夫大學(xué)使用RFID和GPS技術(shù)了解蝙蝠行為 從而幫助人類思維研究

特拉維夫大學(xué)的神經(jīng)生態(tài)蝙蝠實(shí)驗(yàn)室正使用RFID和GPS技術(shù)來(lái)了解蝙蝠的行為，從而幫助人類思維研究。這一跟蹤蝙蝠進(jìn)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(dòng)物的體重會(huì)變化，飛行速度可達(dá)每小時(shí)40英里，并且可以在眨眼間中途改變方向。Yossi Yovel教授說(shuō)，蝙蝠的跟蹤可以為生態(tài)研究提供有價(jià)值的信息。神經(jīng)生態(tài)學(xué)蝙蝠實(shí)驗(yàn)室正在研究蝙蝠的回聲定位技術(shù)。研究人員推測(cè)，這很重要，因?yàn)轵鸬拇竽X和包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物并沒(méi)有什么不同。研究人員不僅研究蝙蝠如何通過(guò)回聲定位進(jìn)行空間導(dǎo)航，還研究他們的感官知覺(jué)，社會(huì)行為和決策。

研究人員在大學(xué)附近找尋了一個(gè)山洞，蝙蝠“志愿者”可以飛進(jìn)飛出。該團(tuán)隊(duì)想要了解蝙蝠何時(shí)進(jìn)出以及飛往目的地，因此每個(gè)動(dòng)物頸部周圍都附著了一個(gè)GPS模塊。每個(gè)GPS模塊配有電池及麥克風(fēng)，用于跟蹤蝙蝠移動(dòng)時(shí)的狀況。然而，這些GPS模塊無(wú)法用于小蝙蝠上，這是因?yàn)樾◎?a href="http://wenjunhu.com/v/" target="_blank">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(dá)1.5克。

此外，GPS模塊價(jià)格昂貴，單價(jià)達(dá)500美元。很多情況下，佩戴GPS模塊的蝙蝠不會(huì)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(jìn)出洞穴時(shí)識(shí)別每只蝙蝠的身份。

過(guò)去，為了了解蝙蝠何時(shí)進(jìn)出洞穴，研究人員使用相機(jī)進(jìn)行觀察。為了識(shí)別每只蝙蝠的身份，他們?cè)隍痤^上涂上了信息，或附上了一個(gè)帶有名字的衣領(lǐng)。第二天，小組研究人員會(huì)查看這些記錄，通過(guò)視覺(jué)指示器讀取蝙蝠名字。這個(gè)這個(gè)過(guò)程非常耗時(shí)且容易出錯(cuò)。

該小組還安裝了LF RFID技術(shù)，標(biāo)簽嵌在蝙蝠的皮膚下，但讀取率不夠高。Yovel說(shuō)：“該系統(tǒng)經(jīng)常無(wú)法讀取標(biāo)簽，尤其在蝙蝠飛行速度快的時(shí)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(kù)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(gè)月內(nèi)開發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)，蝙蝠標(biāo)簽讀取率幾乎達(dá)到100%。

Harris會(huì)議說(shuō)，剛接觸這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，我們幾乎不了解蝙蝠。我們測(cè)試了各種RFID標(biāo)簽和外形，最后選擇開發(fā)自己的RFID標(biāo)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

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(dá)8個(gè)天線以及1或2個(gè)讀取器。最后，入口的頂部及底部安裝了2個(gè)內(nèi)置Impinj R2000讀卡器模塊的Senitron讀卡器，每個(gè)讀卡器都配有一個(gè)天線。Readbee還開發(fā)了基于云的軟件，使用標(biāo)簽讀取數(shù)據(jù)來(lái)判斷標(biāo)簽移動(dòng)方向，速度及停留時(shí)間。標(biāo)簽ID還和蝙蝠身份及種類，年齡和體重等信息進(jìn)行了綁定。

現(xiàn)在，研究人員可以簡(jiǎn)單地打開軟件并查看特定蝙蝠進(jìn)出數(shù)據(jù)及其速度，而不用花費(fèi)大量時(shí)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(biāo)簽的項(xiàng)鏈

該公司曾經(jīng)研究過(guò)采用皮下植入標(biāo)簽，但最終發(fā)現(xiàn)UHF RFID技術(shù)在這種情況下運(yùn)行不佳。該公司還嘗試在GPS模塊上附著RFID標(biāo)簽，但最后發(fā)現(xiàn)GPS模塊上的金屬會(huì)影響標(biāo)簽的有效性。

最后，Readbee團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種塑料標(biāo)簽，寬度為0.8厘米，長(zhǎng)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(yáng)光直射和水。

項(xiàng)目剛開始時(shí)，該團(tuán)隊(duì)標(biāo)記了100只蝙蝠，在蝙蝠進(jìn)出洞穴時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。下一步，該團(tuán)隊(duì)將開始跟蹤蝙蝠吃飯及睡覺(jué)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(cè)蝙蝠如何睡覺(jué)及其睡眠時(shí)長(zhǎng)。

Yovel說(shuō)，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，他希望采用植入標(biāo)簽來(lái)跟蹤蝙蝠。他說(shuō)：“這類標(biāo)簽非常重要，無(wú)需額外佩戴標(biāo)簽。我認(rèn)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(zhǎng)。未來(lái)我們將使用UHF RFID技術(shù)來(lái)進(jìn)行更多實(shí)驗(yàn)。”