在德国马克斯·普朗克学会的领导下，一个太空中的计算机项目正帮助研究人员监测地球上动物的活动。该项目名为“利用太空进行动物研究的国际合作”，简称 Icarus，它正被用于追踪鸟类、蝙蝠、海龟、熊、猎豹、美洲豹等动物的行为和迁徙。该项目使用动物身上佩戴的传感器网络，将地面数据传输到国际空间站上的一个Icarus 天线。
其目标是创建一个“动物互联网”，能够实时告知研究人员生态系统如何变化以及动物如何应对这些变化。他们设想，这可以通过将野生动物可穿戴设备收集的信息与其他数据相结合来实现，这些数据涵盖动物在空间、时间以及不同环境下的行为。
例如，要了解湿地边界是否正在改变，他们会观察涉禽。如果他们想研究积雪融化，他们会追踪鹅的移动。如果他们想研究疾病传播，他们可以追踪蝙蝠在非洲的活动情况。如果他们标记了生活在火山附近的动物，那么如果这些动物开始表现出异常行为，研究人员就可以观察这些异常的运动模式是否能帮助他们预测火山何时会爆发。
马克斯·普朗克动物行为研究所的研究主管 Martin Wikelski 表示：“这些都是地面测量。远程传感系统很难做到这一点，因为你无法捕捉到动物所有的感官。”“我们正在利用这些动物及其感官，特别是它们之间的互动感官，作为一种工具来理解正在发生的事情。”
在本周发表在《生态学与进化趋势》杂志上的一篇论文中，该团队概述了迄今为止他们用该系统收集到的数据，并阐述了他们设想的下一步行动。
Icarus 于 2020 年 3 月正式上线。几个月后，一项关于黑鸟跨大陆和气候条件迁徙的试点项目启动了。
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在系统启动之前，研究人员和志愿者必须为各种物种的不同动物装配微型标签，这些标签包含传感器，可以记录动物的 GPS 位置、移动及其周围环境信息。这些重仅几克的发射器包含一个锂离子电池、一个无线电、GPS 和一个带有加速度、磁场、温度、湿度和压力传感器的控制模块。能够进行测量和数据传输的电池可以通过外壳顶部的太阳能电池充电。发射器伸出两根天线：一根 200 毫米长的用于无线电传输，另一根 50 毫米长的用于 GPS。
当空间站进入无线电范围时，标签就会传输数据。每个数据包通常约为 220 字节，可在 3.5 秒内转发。空间站上的接收计算机将处理数据并将其转发到地面控制中心，然后由控制中心分发给 Icarus 团队的科学家。在团队处理完数据后，他们会将其存储在一个名为Movebank 的开放在线数据库中，该数据库由马克斯·普朗克动物行为研究所托管（该数据库获得 NASA 和 NSF 的资助）。该团队甚至为 Icarus 系统中的一些动物构建了运动档案。
这些标签配备了双向通信系统，这意味着它们可以被远程重新编程。这种系统使整个数据收集过程更加高效，因为卫星计算机不仅可以告诉标签何时通信，还可以告诉它通信什么以及它应该收集哪些数据。
除了基于太空的系统，Icarus 还有一个公民科学分支。公众可以下载免费的动物追踪应用程序，用户可以记录动物观察记录或上传照片，这些信息通过 Movebank 数据库与科学家共享。
在其最近的论文的讨论部分，该团队呼吁全球更多的科学家使用和贡献该系统，以帮助提高该技术在研究动物生命周期、动物病原体运动、动物与人类之间的互动以及动物对自然灾害的反应等方面的潜在数据收集和研究能力。
马克斯·普朗克-耶鲁中心正在筹集资金购买更多传感器，每个发射器标签的价格约为 300 美元。长期任务是建立一个由 500 种鸟类、哺乳动物和爬行动物组成的约 10 万只动物哨兵的群体，它们可以每半小时更新一次数据。
Icarus 天线曾安装在俄罗斯国际空间站模块的外侧，但自去年九月以来，该团队在从俄罗斯航天局 Roscosmos 获取所有数据方面遇到了一些问题。对于那些回到特定地点的动物，研究人员仍然可以通过手持接收器读取它们携带的数据。Wikelski 说：“但这些动物很多都不会回到我们能找到它们的地方。所以，我们需要一个快速的卫星接收器解决方案。”
该天线最初被设计为概念验证——在国际空间站上的一个快速原型，以证明他们的系统可以成功地从太空中读取全球传感器数据。他补充说：“这似乎已经结束了。对我们来说，这是一个很好的机会，可以开始我们长期以来一直在计划的事情。那就是微卫星解决方案，然后是更长期的、大规模的卫星解决方案。”
Icarus 团队目前正与 NASA 和其他航天机构讨论潜在的微卫星解决方案。长远来看，计划将 Icarus 系统整合到 GRACE-I 项目中，该项目是 NASA、亥姆霍兹联合会、DLR 和马克斯·普朗克学会之间的合作项目，预计将于 2027 年初启动。
Wikelski 说：“我们现在可以开始使用全新一代的电子设备了。我们可以利用这些经验来使新系统变得更好。”
本文已根据马克斯·普朗克动物行为研究所的补充信息进行了更新。本文首次发表于 2022 年 3 月 8 日。
