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과학

배낭 컴퓨터의 개발

by ○●○●◑◐◐◑● 2020. 4. 8.

야생 동물의 추적을 위한 과학자들의 배낭 컴퓨터 개발

동물을 진정으로 이해하는 것은 야생에서의 행동과 소셜 네트워크를 관찰하는 것입니다. PLOS 생물학에 설명된 새로운 기술을 통해 연구원들은 작은 배낭을 접착제로 부착하여 하늘을 날아다니며 동굴과 속이 빈 나무에 모이는 시간을 나누는 작은 동물을 추적할 수 있습니다. 서로 통신하고 지상 기반 수신기와 통신할 수 있는 이 하이테크 백팩은 2019년 핼러윈에 발표된 인기 있는 연구에 대한 데이터를 제공하여 뱀파이어 박쥐가 야생에서 유지된 포로로 사회적 유대를 형성했음을 보여줍니다. 엔지니어, 컴퓨터 과학자 및 생물 학자 팀이 개발 한 무선 네트워크에는 무게와 에너지 소비의 일부로 모션 감지 및 블루투스 스타일 연결과 같은 스마트 폰에서 찾은 것과 유사한 기능이 포함되어 있습니다.무선 네트워크 백팩 컴퓨터에는 손가락 끝 크기의 센서가 포함되어 있습니다. 시스템이 자동화되고 가벼운 상태를 유지하는 것은 1 ~ 1.5 온스의 무게와 길이로 성장하는 성인 뱀파이어 박쥐를 추적하는 네트워크의 성공에 중요했습니다. 하네스나 목걸이에 포함된 것과 같이 큰 동물을 추적할 수 있는 장치를 사용하면 박쥐나 다른 작은 종에는 사용할 수 없습니다. 오하이오 주립대의 진화, 생태 및 유기 생물학 분야의 박사 후 연구원 인 사이먼 리퍼 거는 배트에 배낭을 사용하면 무게가 절약되고 센서가 쉽게 떨어질 수 있다고 했습니다. 우리는 박쥐가 오랜 시간 동안 추가 무게의 부담을 갖기를 정말로 원하지 않습니다. 센서는 종종 약 2주 내에 박쥐의 휴식처에서 긁히게 됩니다. 연구자들은 배낭을 재활용하고 배터리를 재충전하고 재사용할 수 있는지 검색합니다. 이 연구는 네트워크를 구축하고 박쥐에 미치는 효과를 테스트하는 복잡성을 설명하지만이 시스템은 조류, 설치류, 파충류 및 양서류와 같은 다른 동물들에게도 효과가 있을 것이라고 합니다. 따라서 네트워크의 팀 이름은 광범위하게 적용 가능한 추적 시스템 또는 BATS입니다. 리퍼 거가 박사 학위를 추구할 때 10년 전, 그는 박쥐를 연구하기 위해 훨씬 더 원시적인 시스템을 사용했습니다.그는 무선 텔레메트리에 의존했으며, 때로는 동물을 따라 달리며 안테나를 사용하여 비행경로를 추적했습니다. 기껏해야 30미터 면적에서 2분마다 위치를 계산할 수 있습니다. 시간이 많이 걸리고 지치고 부정확 한 방법이었다고 합니다. 독일 국립 과학 재단과 동등한 기금으로 베를린 자연사 박물관에 있는 교부금 수사관들과 여러 독일 대학들이 학제 간 팀을 구성하고 더 나은 시스템을 만들기 시작했습니다. 리퍼 거는 당시 자연사 박물관에서 박사 후 연구원으로 있었으며 여전히 그곳을 방문하는 과학자입니다. 컴퓨터 과학자들은 초저 수준의 에너지를 사용하여 가능한 최고의 네트워크를 만들기 위해 코드를 처음부터 작성하는 데 약 7년이 걸렸습니다. 네트워크에 전력을 공급하는 각 배터리의 용량은 AAA 배터리 용량의 약 5%입니다. 네트워크는 초소형 컴퓨터로 구성되어 있습니다. 박쥐가 움직일 때 데이터를 생성하는 가속도계와 서로 가까이 있을 때 이를 표시하는 근접 센서가 모두 1 페니 미만의 3D 인쇄 플라스틱 백팩에 들어 있습니다. 지상에 있는 일련의 기지국은 신호를 수집하고 박쥐의 사회 활동 및 비행 궤도에 대한 데이터를 기록합니다. 구성 요소는 대부분 잠들어 다른 방망이에서 신호를 수신한 후 깨어난 후 2초마다 브로드 캐스트 됩니다.시스템의 주요 장점 중 하나는 이러한 웨이크 업 수신기입니다. 그들은 에너지 절약 모드에 있으며 다른 방망이로부터 신호를 받을 때만 깨어난 다음 모든 의식을 가지고 데이터를 교환하는 또 다른 수신기가 있다고 합니다. 이것이 전력 소비를 절약하는 한 가지 방법입니다. 무선 네트워크 센서로 태그 된 뱀파이어 박쥐. 저전력에도 불구하고 네트워크는 다양한 종의 박쥐에 대한 다양한 연구에서 강력한 결과를 냈습니다. 50주간 뱀파이어 박쥐에 태그가 붙은 2주간의 테스트는 거의 40만 건의 개별 회의에서 데이터를 생성했습니다. 연구원은 시스템의 모든 데이터를 현장의 전화로 다운로드할 수 있습니다. 리퍼 거는 BATS가 GPS를 사용할 수 없는 곳에서 신호를 수집할 수 있는 고도로 보완적인 시스템으로 대규모로 동물을 추적하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법인 BATS와 GPS를 설명했습니다. 만약 사회 행동을 연구하고 싶다면 박쥐가 동굴이나 나무줄기에 들어가면 위성 신호가 중단되어 GPS 로거가 정보를 제공하지 않습니다. 그러나 휴식처 안에는 모든 사회적 행동이 일어나고 있다고 합니다. 이것은 실제로 동물 행동 연구에 대한 두 가지 다른 접근법입니다. 뱀파이어 박쥐가 상호 작용하는 방법에 대해 배우는 것은 참신한 일이지만 연구 결과는 사회적 행동과 인간관계의 특정 측면 사이에 현저한 유사성을 보여주었습니다.리퍼 거는 이 시스템을 사용하여 뱀파이어 박쥐와 그들이 먹이를 먹는 소에 태그를 달면 과학자들이 광견병의 확산을 더 잘 이해할 수 있다고 말했습니다. 그와 동료들은 현재 독일 철도 노선 근처에 사는 보호된 도마뱀에 꼬리표를 달아 유지 보수를 추적하는 방법이 운동에 미치는 영향을 파악하기 위해 보존 연구를 설계하고 있습니다.

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