新的海豚保护活动追踪器

就像智能手表可以告诉佩戴者他们在运动中消耗了多少卡路里一样，来自海豚可穿戴设备的数据现在可以用来估计海豚游泳时消耗了多少能量。

密歇根大学的工程师与DolphinQuestOahu的海洋哺乳动物专家合作，领导了海洋哺乳动物可穿戴传感器的开发，以监测运动和行为，以加强对这些动物的海洋保护工作。

海豚和其他海洋生物在其栖息地受到人类干扰的影响，包括气候变化、过度捕捞、航运、建筑、石油勘探和海军声纳活动造成的噪音污染。这些类型的干扰会中断重要的动物行为，例如觅食和社交，但测量干扰很困难，因为动物生活在水下。

与人类使用的健身追踪器非常相似的设备(称为生物记录标签)用于生物学研究，但估算游泳的能量成本一直具有挑战性。现在，借助与LoggerheadInstruments、马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所和丹麦奥胡斯大学合作制作的定制生物记录标签，密歇根州的工程师能够测量动物游泳时数千次划水动作。

UM助理教授AlexShorter说：“我们的目标是使用标签数据来估计觅食事件、一天消耗了多少鱼，并将其与海豚在捕捉这些鱼所需的运动过程中消耗的能量的估计联系起来。”机械工程专业，《实验生物学杂志》上一篇论文的高级作者。“这对保护很重要，因为当这些动物受到干扰时，我们可以使用我们的方法来估算能量成本。”

在他们的新工作中，研究人员能够通过与他们在DolphinQuest的人类和动物合作者合作，从标签数据中估算能量成本。在这种独特的环境中，研究人员能够对多只动物进行一定速度范围内的可重复游泳试验，以生成估计动物游泳时使用了多少能量所需的数据。海洋哺乳动物专家训练海豚在单圈测试和自由游泳期间佩戴追踪器。

图片来源：密歇根大学

标签位于海豚的气孔和背鳍之间，附有吸盘，可以无创地测量速度、温度、压力和运动。六只海豚参与了这项工作，就像人类的数据收集一样，动物们可以随时拒绝参与这项工作。

在规定的单圈试验中，动物们从浮码头的休息开始，围绕一名海洋哺乳动物专家在水下游80米，然后以每小时21公里的速度游回码头。在自由游泳期间，海豚没有收到任何指示，标签会跟踪9.5到24小时不等的运动。

跟踪了24小时的一只海豚游了70多公里，这些数据被用于宽吻海豚日常活动和能量消耗的案例研究。重要的是，这些发现可以扩展到标记来自野外动物的数据。

“我们基于标签的方法普遍适用于管理和野生环境中的动物，并且可以导致大量新研究监测海豚种群的身体健康，这反过来将告知我们作为人类如何影响他们旅行方式、进食要求和一般生活，”机器人学博士后研究员、该研究的第一作者JoaquinGabaldon说。

“从技术角度来看，我们希望其他研究人员看到专用标签速度传感的潜力，并寻求开发更具适应性的速度传感器，以便对更多种类的海洋动物进行能量学监测，”Gabaldon说。

这项工作与Shorter的其他两个与海豚保护相关的项目相吻合。他和UM机械工程助理教授BogdanPopa正在研究海豚如何使用回声定位来捕捉鱼类并对它们的环境成像。此外，目前由杜克大学和瓦伦西亚Oceanogràfic基金会的研究人员与DolphinQuest合作领导的当前工作，旨在通过测量运动和耗氧量来估计游泳过程中使用的能量。