科学家开发出可穿戴海洋皮肤来追踪水下生物

海洋的皮肤

为什么人类是唯一使用可穿戴设备来跟踪身体活动的物种?考虑到这一点,科学家们将一只螃蟹变成了一种轻量级可穿戴设备的测试对象。这只螃蟹被安装了一个传感器,能够跟踪它在海洋深处的活动。

这种可穿戴设备被称为“海洋皮肤”,可以附着在动物的外壳或皮肤上。在水中,传感器的重量大约相当于一个回形针。

所有这些都意味着,这种轻质的皮肤可以被生活在海洋中的各种大大小小的海洋动物佩戴,如鲸鱼、鲨鱼和海豚,而不会影响它们在水下的身体或行为。

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这种标签是由沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科技大学开发的,研究团队的目标是到2019年夏天将其应用在多达200种不同的海洋物种上。

这些新的海洋皮肤标签是非侵入性的;标签的旧形式使用侵入性方法用来依附动物。在20世纪30年代,科学家们用霰弹枪将不锈钢管射向鲸鱼。这些管子上有一个识别号码,并承诺如果归还将有奖励。然而,人们会杀死鲸鱼,加工它的脂肪,然后把管子返回来收集奖励。现在有一些复杂的追踪方法,但研究人员通常仍依赖于飞镖或植入动物身上的标签。

海洋的皮肤
图片:Muhammad Mustafa Hussain/KAUST

KAUST的电气工程教授Muhammad Mustafa Hussain和他的同事们——与红海研究中心的科学家们合作——旨在在非侵入性、重量、使用寿命和操作速度方面达到目前海洋动物标记的标准。

侯赛因教授说:“我意识到,我们可以通过开发舒适、方便的可穿戴设备来帮助海洋物种。”

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在他们的第一次游泳和驾驶测试中,研究人员使用了一只在红海东海岸捕获的蓝色游泳蟹。研究人员在标签上安装了一个可以持续使用一年的小型硬币电池。原型标签连续跟踪深度、海水盐度和温度。试用结果显示,在没有任何优化或改变数据记录频率的情况下,电池寿命为5个月。

侯赛因教授和他的团队主要在电子元件中使用铜、钨和铝,并在皮肤主体中使用一种常见的硅胶。可穿戴系统的材料和加工成本每件低于12美元;比传统的船用标签便宜得多。

一个限制是,目前的原型机依赖蓝牙连接到智能手机来传输数据。第二代传感器的目标是,当动物选择浮出水面时,无线传输数据。

这项研究将发表在即将出版的一期杂志上灵活的电子产品

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