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物聯網生物學解決方案之北極黃鼠“智能手環”

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我們都知道“智能手環”。把這些智能裝備綁在手上,它們就能夠告訴你走了多少步,消耗了多少卡路里。而類似的技術在科學家那里,會做什么呢?他們用來“偷窺”一種嚙齒動物的秘密生活。這個不難理解,當物聯卡+智能手環搭配的生物物聯網解決方案遇到北極黃鼠會發生什么奇妙的事情呢,下面,中億物聯網帶你一起來一探究竟。

兩年前,北亞利桑那大學的科里?威廉姆斯(Cory T. Williams)和同事們給一群北極黃鼠(Spermophilus parryii)系上了類似“智能手環”的設備,記錄了不同性別的北極黃鼠在不同季節的行為。相關論文[1]最近發表在了《英國皇家學會開放科學》期刊上。 而研究這一問題的方法,就是在它們身上綁上一個“智能手環”啦。好吧,其實準確地說是“智能項圈”才對。但在野外,北極黃鼠可不會排著隊來認領設備。步入苔原的研究者們,得帶上籠子和胡蘿卜。利用籠子和胡蘿卜,研究者得以誘捕北極黃鼠為它們裝上“智能項圈”。 “智能項圈”上整合了用于感知光線的傳感器,可以記錄北極黃鼠每天經歷光照的時間。當北極黃鼠在地上活動的時候,光線傳感器能夠接受周圍的光線,因此是“有光”的狀態。而當它們鉆到黑暗的地下時,傳感器就會切換成“無光”的狀態。所以對于科學家來說,只要分析“有光”和“無光”的時間段,就能夠模擬出北極黃鼠在哪活動。 在2014年間,布克和他的同事測量了阿拉斯加Toolik和Atigun地區共計38只北極黃鼠的活動情況,并測量了它們在該年度活躍季(開始交配和覓食的季節)的活動情況。他們發現,北極黃鼠們每天在花在地面上時間都不一樣,受到降水、溫度等環境條件的強烈影響。但在活躍季的大部分時間里,雌鼠和雄鼠在地上的時間并沒有太大區別——唯一的例外出現在5月下旬,那時雌鼠正值分娩期和哺乳期早期,在地面上的時間才顯著少于雄鼠。綜合來看,在5月至7月之間,Atigun地區的雌鼠每天平均地上活動時間為634分鐘,而雄鼠是640分鐘。在相對更加寒冷的Toolik,雌鼠每天平均地上活動時間為534分鐘,而雄鼠則為559分鐘。 在相對更寒冷的地區,北極黃鼠的平均地上活動時間也更短。但他們每天在地面上的活動時長變化很大。

之前關于半穴居哺乳動物的研究提示,由于哺乳期高昂的能量需求,雌性動物通常會花更多時間在地面上。為什么呢?將光線傳感器和加速度傳感器得到的數據結合起來,研究者發現了一個很有趣的事情:盡管育兒任務使得雌鼠相比雄鼠而言更少地離開巢穴,但如果它們有機會走開巢穴,它們會往往會比雄性活躍得多。在哺乳期早期,雌鼠會經常地上和地下兩頭奔走,而雄鼠幾乎一直待在外面。研究者推測,為了自己和孩子而更努力地覓食,可能是雌鼠在地面上表現得更為活躍的原因之一。至于那些懶懶地呆在地上的雄鼠們,你們真的不是在曬太陽嗎?“不能就是發會兒呆?”

威廉姆斯和同事的研究揭示了在北極黃鼠中性別差異是如何影響它們的能量分配策略的,也強調了除了覓食需要與躲避捕食者的考慮之外,北極黃鼠的活動決策同樣受到天氣變化等條件的影響。這些結果有助于人們進一步闡釋這些小動物如何在嚴苛的極地條件下分配自己的時間與能量。

另一方面,他們這種給松鼠一套“智能手環”的做法也會給未來的研究者提供參考——相比于定點裝攝像機的傳統野外調查方法來說,它更靈活,也能提供更多不同向度的信息。對于生態學研究來說,它們可能會成為很好用的工具。 看了今天這篇文章,我們可能會發現,物聯網的應用已經遍及我們社會的各個領域,讓我們的一舉一動都變得智能化。這是物聯網解決方案用在科學上的典型案例,中億物聯網也由此看到了物聯網廣闊的發展前景和巨大的發展空間。

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