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sexta-feira, setembro 18, 2020
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Uma rede de sensores de última geração para rastrear pequenos animais

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                              Os computadores “mochila” usados ​​para rastrear o comportamento social de pequenos animais contêm sensores do tamanho de uma ponta do dedo. Crédito: Simon Ripperger              Entender verdadeiramente uma espécie animal é observar seu comportamento e suas redes sociais na natureza. Com a nova tecnologia descrita hoje (2 de abril) na PLOS Biology, os pesquisadores são capazes de rastrear pequenos animais que dividem seu tempo entre voar no céu e se amontoar em cavernas e árvores ocas – anexando pequenas mochilas a eles com cola.                                                       Essas mochilas de alta tecnologia, que podem se comunicar entre si e com receptores terrestres, forneceram dados para o popular estudo publicado no Halloween em 2019, mostrando que os morcegos vampiros desenvolveram laços sociais em cativeiro que mantinham em estado selvagem. A rede sem fio desenvolvida por uma equipe de engenheiros, cientistas da computação e biólogos contém funções semelhantes às encontradas em nossos smartphones – como detecção de movimento e conectividade no estilo Bluetooth – a uma fração do peso e do consumo de energia. Manter o sistema automatizado e leve foi fundamental para o sucesso da rede de rastrear morcegos vampiros adultos, que pesam entre 1 e 1,5 onças e crescem até 3 ½ polegadas de comprimento. O uso de dispositivos capazes de rastrear animais maiores, como aqueles incorporados a arreios ou colares, não funcionaria para morcegos ou outras espécies pequenas. “O uso de mochilas em morcegos economiza peso e também garante que os sensores caiam facilmente”, disse Simon Ripperger, principal autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado em evolução, ecologia e biologia orgânica na Universidade Estadual de Ohio. “Realmente não queremos que os morcegos tenham esse peso adicional por longos períodos”. Os sensores geralmente são arranhados no ninho dos morcegos em cerca de duas semanas. Os pesquisadores os recuperam se puderem reciclar as mochilas, recarregar e reutilizar as baterias. Embora o estudo descreva a complexidade da construção da rede e teste sua eficácia em morcegos, o sistema funcionaria para outros animais, como pássaros, roedores, répteis e anfíbios, disse Ripperger. Daí o nome da equipe para a rede: sistema de rastreamento amplamente aplicável ou BATS. Quando Ripperger estava cursando seu doutorado. há uma década, ele usou um sistema muito mais primitivo para estudar morcegos. Ele contava com radiotelemetria, às vezes correndo atrás dos animais, rastreando sua trajetória de vôo com uma antena na mão. Na melhor das hipóteses, ele poderia calcular onde estavam a cada dois minutos em uma área de 30 metros.                               Visão geral do sistema de biologia sem fio. Crédito: PLoS Biol 18 (4): e3000655.              “Era um método demorado, exaustivo e impreciso”, disse ele. Com o financiamento do equivalente alemão da National Science Foundation, os principais pesquisadores da bolsa no Museu de História Natural de Berlim e várias universidades alemãs reuniram uma equipe interdisciplinar e se propuseram a criar um sistema melhor. Ripperger era um pós-doutorado na época no museu de história natural e ainda é um cientista visitante lá.                                                                                      O trabalho levou cerca de sete anos, com os cientistas da computação escrevendo código do zero para criar a rede de mais alto desempenho possível, usando níveis ultra-baixos de energia. A capacidade de cada bateria que alimenta a rede é de cerca de 5% da capacidade de uma bateria AAA. A rede consiste em pequenos computadores – acelerômetros que produzem dados quando os morcegos estão em movimento e sensores de proximidade para mostrar quando estão próximos uns dos outros – todos envoltos em cada mochila de plástico impressa em 3D que pesa menos de um centavo. Uma série de estações base no solo capta sinais e registra dados sobre as atividades sociais e trajetórias de vôo dos morcegos. Os componentes dormem a maior parte do tempo, acordando quando recebem um sinal de outro morcego e transmitindo a cada dois segundos. “Uma das principais vantagens do nosso sistema são esses receptores de despertar. Eles estão no modo de economia de energia e só acordam quando recebem um sinal de outro morcego e depois gritam: ‘Estou aqui, estou aqui ! e há outro receptor que fica em plena consciência e troca dados “, disse Ripperger. “Essa é uma maneira de conservar o consumo de energia”. Apesar da baixa potência, a rede produziu resultados robustos em vários estudos de diferentes espécies de morcegos. Um teste de duas semanas em que 50 morcegos vampiros foram marcados produziu dados em quase 400.000 reuniões individuais. Os pesquisadores podem baixar todos os dados do sistema em seus telefones em campo. Ripperger descreveu o BATS e o GPS, o método mais comumente usado para rastrear animais em uma escala maior, como sistemas altamente complementares, com o BATS capaz de coletar sinais em locais onde o GPS não pode. “Se você deseja estudar o comportamento social, uma vez que um morcego entra em uma caverna ou tronco de árvore, um registrador de GPS não nos fornece informações porque o sinal do satélite é interrompido. Mas dentro do poleiro é onde todo o comportamento social está acontecendo, ” ele disse. “Essas são realmente duas abordagens diferentes para estudar o comportamento animal”. Há uma novidade definitiva em aprender sobre como os morcegos vampiros interagem, mas a pesquisa também mostrou semelhanças notáveis ​​entre seu comportamento social e certos aspectos das relações humanas. O uso desse sistema para identificar os morcegos-vampiros e o gado em que se alimentam também pode ajudar os cientistas a entender melhor a propagação da raiva, disse Ripperger. Atualmente, ele e seus colegas estão elaborando um estudo de conservação para identificar lagartos de areia protegidos que vivem perto de linhas ferroviárias na Alemanha para determinar como a manutenção da via afeta seu movimento.                                                                                                                                                                   Mais Informações: Ripperger SP, Carter GG, Page RA, Duda N, Koelpin A, Weigel R, et al. (2020) Pensando pequeno: as redes de sensores da próxima geração fecham a lacuna de tamanho no biólogo de vertebrados. PLoS Biol 18 (4): e3000655. doi.org/10.1371/journal.pbio.3000655                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Citação:                                                  Cientistas desenvolvem computadores ‘mochila’ para rastrear animais selvagens em habitats de difícil acesso (2020, 2 de abril)                                                  consultado em 3 de abril de 2020                                                  https://phys.org/news/2020-04-next-generation-sensor-network-tracking-small.html                                                                                                                                       Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma                                             parte pode ser reproduzida sem a permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.                                                                                                                               

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