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Sep 27, 2023

야생 동물 추적 칼라는 동물이 돌아다닐 때 스스로 힘을 발휘합니다.

동물 추적 장치의 낡은 배터리를 교체하는 데는 시간이 많이 걸릴 수 있습니다.

동물 추적 장치의 낡은 배터리를 교체하는 것은 야생 동물 과학자에게 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 드는 일입니다. 동물에게도 스트레스가 됩니다. 이제 자가 충전 스마트워치의 기술에 영감을 받아 연구원들은 동물의 움직임으로 구동되는 추적기를 발명했습니다. 이 접근 방식은 연구자들이 전체 수명에 걸쳐 동물을 모니터링하는 데 도움이 되어 과학자와 그들이 따르는 생물 모두에게 일을 더 쉽게 만들 수 있습니다.

20년 넘게 야생 동물을 추적해 온 미국 지질조사국(US Geological Survey)의 연구 생물학자 토드 카츠너(Todd Katzner)는 "배터리는 동물 추적 기술 개발에 있어서 가장 큰 제약이 되는 경우가 많습니다."라고 말합니다. "현재의 제약을 극복하는 모든 시스템은 엄청난 가치를 지닌 잠재력을 갖고 있습니다."

많은 야생 동물 추적기는 태양열로 구동됩니다. 이것은 야행성 생물이나 팬더, 호랑이, 바다사자와 같은 물, 햇빛을 차단하는 숲, 동굴에 사는 동물에게는 효과가 없습니다. 제조업체가 수십 년 동안 지속된다고 주장하는 비충전식 리튬 이온 배터리도 또 다른 선택 사항이지만, 현장 경험에 따르면 매우 덥거나 추운 온도로 인해 수명이 상당히 단축되는 것으로 나타났습니다.

덴마크 자연사 박물관의 생물학자 Rasmus Worsøe Havmøller는 이것이 항상 좌절감을 느끼게 합니다. 그는 멸종 위기에 처한 아시아 들개, 즉 돌(Cuon alpinus)에 대한 현장 연구에 종종 박물관에 있는 그의 배우자이자 생물학자인 Linnea Worsøe Havmøller와 동행합니다. 머리가 작고 몸이 긴 송곳니는 2000마리 미만이 야생에 남아 있습니다.

개들이 남부 아시아의 건조한 사바나를 가로질러 달리는 것을 보면서 두 사람은 그 흐르는 에너지를 전력으로 변환하는 것이 가능한지 궁금해했습니다. Rasmus Worsøe Havmøller는 연구원들이 이미 동물의 움직임 진동으로 구동되는 추적 장치용 프로토타입을 개발했지만 이 프로토타입은 대부분의 종에 사용하기에는 너무 부피가 크다는 것을 알게 되었습니다. 그러나 그는 또한 착용자의 움직임을 장치에 전력을 공급하는 전자기 전류로 변환하는 작은 발전기로 구동되는 스위스 스마트워치를 발견했습니다.

영감을 받은 Worsøe Havmøllers와 동료들은 Max Planck 동물 행동 연구소의 엔지니어인 Troels Gregersen과 팀을 이루어 이 기술을 동물 추적기에 적용할 수 있는지 확인했습니다. 시계에 있는 작은 발전기는 대략 포커 칩 두 개를 쌓아 놓은 정도의 크기와 무게로 좌우로 움직일 때 에너지를 수집합니다. 진동 내의 진자는 구리 코일을 가로질러 강자성 링을 밀어 전류를 생성합니다. 그 에너지는 표준 리튬 배터리보다 40배 더 많은 충전 주기를 견딜 수 있는 리튬 슈퍼커패시터에 저장됩니다.

Rasmus Worsøe Havmøller는 "갑자기 우리는 실제로 전력을 공급하는 장치를 갖게 되었고, 갑자기 전력을 저장하는 장치도 갖게 되었습니다."라고 말합니다.

연구원들은 새 배터리를 저전력 GPS 추적기, 가속도계, 방수 및 송곳니 방지 케이스 안에 작은 컴퓨터와 함께 포장했습니다. 추적 장치와 목걸이의 무게는 5.3온스에 불과합니다. 줄무늬 스컹크가 안전하게 착용할 수 있을 만큼 가볍다고 Gregersen은 말합니다.

과학자들은 먼저 자신의 애완견에게 장비를 테스트하여 추적기를 Balto, Pekka 및 Comet의 목걸이나 하네스에 부착했습니다. PLOS ONE에서는 단 1시간 30분의 개 산책만으로도 일일 GPS 위치 핑을 위한 전력을 생성하기에 충분하다고 보고했습니다.

과학자들은 이 장치를 튼튼한 야생동물 고리에 고정시켰고, 이를 덴마크 올보르그 동쪽의 늪지에서 돌아다니는 유럽 들소와 덴마크 랑게란드 섬 남쪽 끝의 풀이 무성한 습지에 사는 엑스무어 조랑말에 장착했습니다. 두 동물 모두 과도하게 자라는 식물을 갉아먹고 토양을 비옥하게 하여 풍경을 "재야생화"하는 데 사용되고 있습니다. Rasmus Worsøe Havmøller는 또한 정기적인 GPS 핑에 전력을 공급하고 하루에 적어도 하나의 가속도계 판독에 충분한 에너지를 생산했다고 말합니다. "관리와 보존을 위해서는 그것만으로도 충분합니다."

이 추적기는 이론적으로 동물의 평생 동안 지속될 수 있다고 그는 말합니다. 엑스무어(Exmoor) 조랑말의 추적기는 연구자들이 부착한 지 147일이 지난 논문이 출판된 시점에도 여전히 강력하게 작동하고 있었습니다.