伊卡洛斯计划正在创建地球动物的动态地图

通过德国马克斯·普朗克学会牵头的一项项目，太空中的一台计算机正在帮助研究人员跟踪地球上动物的活动。该项目名为国际太空动物研究合作组织（简称伊卡洛斯），用于追踪鸟类、蝙蝠、海龟、熊、猎豹、美洲虎等动物的行为和迁徙。该项目使用动物身上的可穿戴传感器网络将地面数据传输到国际空间站上的伊卡洛斯天线。

目标是创建一个“动物互联网”，让研究人员了解生态系统如何实时变化，以及动物如何应对这些变化。他们设想，通过将野生动物可穿戴设备提供的信息与其他跨空间、跨时间和跨环境的动物行为数据相结合，可以实现这一目标。

例如，为了了解湿地的边界是否正在发生变化，他们会观察滨鸟。如果他们想观察融雪，他们会跟踪鹅的移动。如果他们想观察疾病的传播，他们可以追踪蝙蝠在非洲的活动方式。如果他们给生活在火山周围的动物贴上标签，那么，如果这些动物开始行为反常，研究人员就可以看看这些不寻常的运动模式是否能帮助他们预测火山何时爆发。

“这些是地面测量。很难用遥感系统来做这些，因为你无法调动动物的所有感官，”德国马克斯普朗克动物行为研究所研究主任马丁威克尔斯基说。“我们正在利用这些动物和它们的感官，特别是它们的互动感官，作为了解正在发生的事情的工具。”

在本周《生态学和进化趋势》杂志上发表的一篇论文中，研究小组概述了迄今为止他们能够通过该系统收集的数据，并概述了他们设想的下一步行动。

伊卡洛斯于2020年3月正式上线。几个月后，一项关于黑鸟跨大洲迁徙和气候条件的试点项目启动。

[相关： Boaty McBoatface 的新使命比它的名字更为严肃]

在启动该系统之前，研究人员和志愿者必须为不同物种的不同动物配备微型标签，标签上装有传感器，可以记录动物的 GPS 位置、运动及其周围环境的信息。这些发射器重量只有几克，装有锂离子电池、无线电、GPS 和控制模块，控制模块带有用于测量加速度、磁场、温度、湿度和压力的传感器。电池可用于测量和数据传输，可通过塑料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，用于无线电传输；一根 50 毫米长，用于 GPS。

只要空间站进入无线电范围，标签就会传输数据。每个数据包通常约为 220 字节，可在 3.5 秒内中继。国际空间站上的接收计算机处理数据并将其转发到地面控制中心，地面控制中心再将其分发给 Icarus 团队的科学家。团队查看完数据后，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（该数据库由 NASA 和 NSF 资助）。该团队甚至为 Icarus 系统中的一些动物建立了运动档案。

标签配备双向通信系统，这意味着它们可以远程重新编程。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，还可以告诉标签要通信什么以及下一步应该收集什么数据。

[相关：当你睡觉时，科学家将使用太空望远镜观察迁徙的鸟类]

除了太空系统之外，Icarus 还拥有公民科学部门。公众可以免费使用动物追踪应用程序，用户可以记录动物观察结果或上传照片，并通过 Movebank 数据库与科学家共享。

在他们最近发表的论文的讨论部分，研究小组呼吁全球更多科学家使用和贡献该系统，以帮助推进该技术的数据收集和研究潜力，以研究动物的生命周期、动物病原体的移动、动物与人类的相互作用以及动物对自然灾害的反应。

马克斯·普朗克-耶鲁中心正在筹集资金购买更多传感器，每个发射器标签的成本约为 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 100,000 个动物哨兵组成的队伍，每半小时提供一次更新的数据。

伊卡洛斯天线已安装在俄罗斯国际空间站舱外，但自去年 9 月以来，该团队一直无法从俄罗斯航天局获取所有数据。对于返回某个地方的动物，研究人员仍然可以用手持接收器读取它们携带的数据。“但很多动物并没有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，”维克尔斯基说。

该天线一直都是一个概念验证——在国际空间站上快速制作原型，以证明他们的系统能够成功从太空读取全球传感器数据。“现在看来，这已经结束了，”他补充道。“对我们来说，这是一个开始我们计划已久的事情的好方法。那就是微型卫星解决方案，然后是长期的大型卫星解决方案。”

Icarus 团队目前正在与 NASA 和其他航天机构讨论潜在的微型卫星解决方案。未来，他们计划将 Icarus 系统整合到 GRACE-I 项目中，该项目是 NASA、亥姆霍兹联合会、德国航空航天中心和马克斯·普朗克学会合作的成果，将于 2027 年初启动。

“我们现在可以开始研发全新一代电子产品了，”维克尔斯基说。“我们可以利用这些经验来让新系统变得更好。”

本文已更新了马克斯普朗克动物行为研究所的附加信息。它于 2022 年 3 月 8 日首次发布。