ニュース

Sep 27, 2023

動物が歩き回ると、野生動物追跡首輪が自動的に電力を供給します

La sostituzione di una batteria scarica in un dispositivo di localizzazione degli animali può richiedere del tempo.

野生生物の科学者にとって、動物追跡装置の使い古した電池の交換は、時間と費用がかかる作業となる可能性があります。 動物たちにとってもストレスです。 今回、研究者たちは、自己充電スマートウォッチの背後にある技術に触発されて、動物自身の動きを利用したトラッカーを発明しました。 このアプローチは、研究者が動物の生涯全体を監視するのに役立ち、科学者と彼らが追跡する生き物の両方にとって物事を容易にする可能性があります。

20年以上野生生物を追跡している米国地質調査所の研究生物学者トッド・カッツナー氏は、「多くの場合、電池は動物追跡技術の開発における最大の制限となる」と語る。 「現在の制約を克服するシステムは、非常に価値のあるものになる可能性があります。」

多くの野生生物追跡装置は太陽光発電で動作します。 これらは、夜行性の生き物や、パンダ、トラ、アシカなど、水中、日光を遮る森、洞窟に住む動物には効果がありません。 メーカーが数十年持つと宣伝している非充電式リチウムイオン電池も選択肢の一つですが、現場での経験から、非常に高温または低温になると寿命が大幅に短くなることがわかっています。

デンマーク自然史博物館の生物学者ラスムス・ウォーソー・ハブモラー氏は、このことにいつもイライラしている。 彼は、絶滅危惧種のアジアの野生の犬、またはドール (Cuon alpinus) の現地調査のために、同じく博物館にいる生物学者のリンネア・ウォーソー・ハヴモラー氏の配偶者によく同行します。 頭が小さく胴の長いイヌ科の動物は、野生に残っているのは 2,000 頭未満です。

南アジアの乾燥したサバンナを犬たちが駆け巡るのを眺めながら、二人はその走るエネルギーを電力に変換することはできないかと考えた。 Rasmus Worsøe Havmøller 氏は、研究者たちがすでに動物の動きの振動を利用した追跡装置のプロトタイプを開発していたことを知りましたが、これらは大部分の種に使用するには大きすぎました。 しかし、彼はまた、着用者の動きをデバイスに電力を供給する電磁流に変換する小さな発電機によって電力を供給されるスイスのスマートウォッチも発見しました。

インスピレーションを得たWorsøe Havmøllers氏らは、マックス・プランク動物行動研究所のエンジニアであるTroels Gregersen氏と協力し、この技術を動物追跡装置に適用できるかどうかを検討した。 この時計の小さな発電機は、ポーカー チップを 2 枚重ねたくらいの大きさと重さで、左右の動きからエネルギーを収集します。 スイング内の振り子が銅コイル上で強磁性リングを滑らせることによって電流を生成します。 そのエネルギーはリチウム スーパーキャパシタに蓄えられ、標準的なリチウム バッテリーの 40 倍の充電サイクルに耐えることができます。

「突然、実際に電力を供給する装置ができ、また突然、電力を蓄える装置もできました」と Rasmus Worsøe Havmøller 氏は言います。

研究者らは、低電力の GPS トラッカー、加速度計、小型コンピューターを備えた新しいバッテリーを、防水性と防虫性のケースに収めました。 追跡装置と首輪の重さはわずか5.3オンスで、シマスカンクが安全に着用できるほど十分軽いとグレガーセン氏は言う。

研究者らはまず、バルト、ペッカ、コメットの首輪やハーネスにトラッカーを取り付け、自分のペットの犬でこの装置をテストした。 わずか 1 時間半の犬の散歩で、毎日の GPS 位置情報の ping に必要な電力を生成するのに十分だった、と彼らは PLOS ONE で報告しています。

研究者らはこの装置を頑丈な野生動物の首輪にボルトで固定し、デンマークのオールボー東にある隆起した沼地を徘徊するヨーロッパバイソンと、デンマークのランゲランド島南端の草が茂った湿地に住むエクスムーアのポニーに装着した。 どちらの動物も、生い茂る植物をむしゃむしゃ食べたり、土壌を肥沃にして景観を「再野生化」するために利用されている。 これらもまた、定期的な GPS ping と、1 日に少なくとも 1 回の加速度計の読み取りに電力を供給するのに十分なエネルギーを生成した、と Rasmus Worsøe Havmøller 氏は言います。 「管理と保全にとっては、それで十分なはずです。」

これらの追跡装置は理論的には動物の一生の間続く可能性がある、と彼は言う。 エクスムーアポニーの追跡装置は、研究者らが追跡装置を貼り付けてから147日後の論文発表の時点でもまだ機能していた。

この装置の回路図は論文に含まれており、他の科学者が自由に利用できます。 研究者らは、他の人が自分たちの研究を基にして、さらに効率的で軽量なバージョンを開発してくれることを期待していると述べている。

生物多様性研究所のコウモリ生物学者ジョシュア・ギルバート氏は、この技術は、より大型の動物を追跡するための「大きな変革」となる可能性があると語る。 バッテリーが長持ちするということは、人間と野生動物との関わりが減るだけでなく、昼夜を問わずほぼすべての環境で動作することを意味します。 また、ソーラー パネルで電力を供給するデバイスとは異なり、正常に動作するために清潔な状態を保つ必要はありません。 残念なことに、新しいトラッカーはコウモリに使用するにはまだ重すぎると彼は指摘する。