應用

【應用案例】無線傳感器網絡開創社交距離和動物追蹤研究的新突破

2025China.cn   2021年03月29日

  Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)近期訪問了兩位動物追蹤研究專家,分別是來自俄亥俄州立大學進化、生態和生物學系的生物學家Simon Ripperger和德國埃爾蘭根-紐倫堡(FAU)弗里德里希-亞歷山大大學電子工程研究所的工程師Niklas Duda。這對天才搭檔采用基于EFR32 Flex Gecko SoC的無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network)設備進行社交距離與動物追蹤的研究,為物聯網技術運用于該領域首開先河。

  此一創新的自然觀察技術允許同時進行直接接近感測、高分辨率跟蹤和遠程數據下載,以便他們的團隊能夠收集到更多關于野生蝙蝠的數據和觀測。無線傳感器網絡為傳染病傳播、野生動物資源、覓食策略和生理學等科學知識的新領域打開了大門。這兩位杰出的科學家也通過本文解釋了其研究是如何產生的,以及結合物聯網技術的優勢。

  無線傳感器網絡如何收集信息?

  Simon:無線傳感器網絡是用于自然觀察的先進解決方案——自動化程度和數據質量肯定是優異的,因為我們結合了不同的功能,例如高分辨率的追蹤技術,可以在小范圍內追蹤帶有標簽的動物并進行近距離感應。支持無線傳輸的標簽可以輕到1克,包括外殼和電池;反觀具備遠程下載功能的GPS跟蹤系統將重達好幾克且非常耗電。

  對我這個生物學家來說,最令人興奮的功能是近距離跟蹤。這些標簽相互交換信息,使觀察者可以每隔幾秒就獲得一整組動物的社交網絡數據,如果您一直在研究動物的社交網絡,而且數據量驚人的話,這帶來了相當大的助益。

  您為什么選擇Silicon Labs的無線解決方案?

  Niklas: 自2017年以來,我們在所有研究中都使用了Silicon Labs EFR32無線SoC系列解決方案。我們的標簽有接近記錄和定位功能,在兩個不同的頻率上運行。在使用Silicon Labs產品之前,我們必須使用三個獨立的IC來支持這些功能。然而,Silicon Labs的Flex Gecko將兩種頻率的收發器和微處理器核心集成在一個組件中,使PCB更小,更容易控制無線電,從而提高了整體性能。

  另外,EFR32無線SoC具有超低功耗的優勢,當標記動物時,無線標簽必須盡可能小、輕、省電,而Silicon Labs的解決方案可以滿足這些需求。

  請進一步分享通過無線傳感器網絡進行動物追蹤的收獲

  Simon:利用無線傳感器網絡來觀察蝙蝠的社交網絡,以及當蝙蝠生病時它們是如何受到影響的,我們發現它們的社交活動減少了,可稱之為社交距離。從本質上說,當它們感到不舒服時,會設法與團隊保持距離。

  您未來的計劃是什么?

  Niklas:我們正在組建一家名為Dulog的公司,出售這項運用無線傳感器網絡的追蹤技術并用于其他動物。這項技術正在開發中,有幾個試點客戶,應該在今年晚些時候上市。

  Simon:這些應用沒有盡頭,從防止傳染病的傳播到研究社會動物之間關于食物資源的信息流,甚至交配行為。為什么群居動物會有這樣的行為?有了這項技術,您現在可以不受干擾地觀察它們的自然行為,同時也可以用它來觀察動物對野外實驗方法的反應。

  您認為物聯網在未來5-8年將走向何方?

  Niklas:隨著物聯網的發展,傳感器變得越來越小,這確實有益于科學界,而物聯網技術也正在從較大的商業市場開始往特定應用領域發展,帶來更多好處。

  Simon:對生物學來說,新技術總是能帶來研究的突破。動物追蹤已經存在了50或60年,但物聯網的進步幫助開創了生物學和動物追蹤的復興,你可以在生物學研究的各個方面利用超低功耗計算的好處,使研究者不僅可以得到更好的數據,還可以進一步探索更廣泛的動物物種。

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