國(guó)外高校用RFID技術(shù)研究野生老鼠的行為

在布魯克林的一個(gè)回收點(diǎn)，一套帶有RFID功能的誘餌可以為研究人員探究老鼠的野外行為提供了新材料，包括老鼠會(huì)被什么氣味吸引以及會(huì)避開(kāi)什么氣味。紐約城市學(xué)院福特漢姆大學(xué)和哥倫比亞大學(xué),使用RFID技術(shù)公司UID識(shí)別解決方案,花了一年多的時(shí)間跟蹤野外生存的城市嚙齒動(dòng)物，這可以了解到很多在實(shí)驗(yàn)室里無(wú)法接觸到的細(xì)節(jié)。

作為福特漢姆生物科學(xué)系的城市環(huán)境學(xué)家和訪問(wèn)研究學(xué)者，Michael H. Parsons表示，這套解決方案可以跟蹤老鼠在開(kāi)放和封閉區(qū)域聞到雄性和雌性老鼠氣味的行為，并且證明當(dāng)老鼠被帶出實(shí)驗(yàn)室和籠子時(shí)，老鼠的反應(yīng)會(huì)更為強(qiáng)烈。他說(shuō)：“我們覺(jué)得實(shí)驗(yàn)室的一些結(jié)果并不等同于實(shí)際的結(jié)果?！?/p>

Parsons解釋說(shuō)，雖然他們所觀察的老鼠行為已經(jīng)在受控環(huán)境中活動(dòng)了多年，但畢竟與野外老鼠的行為無(wú)關(guān)。他說(shuō)，將實(shí)驗(yàn)室老鼠與野生老鼠進(jìn)行比較，就像將吉娃娃與狼進(jìn)行比較一樣;無(wú)論哪種動(dòng)物，人工籠養(yǎng)和野外生活的行為都是不一樣的。因?yàn)閷?duì)老鼠的自然環(huán)境的研究很少，他認(rèn)為，“沒(méi)有人了解城市老鼠的行為，數(shù)百萬(wàn)只老鼠在我們的腳下跑來(lái)跑去，但沒(méi)人知道他們看到了什么?！?/p>

當(dāng)Parsons啟動(dòng)他的老鼠追蹤項(xiàng)目來(lái)了解動(dòng)物對(duì)氣味的反應(yīng)時(shí)，他正在澳大利亞跟進(jìn)一個(gè)關(guān)于袋鼠的類(lèi)似研究。幾年前，他來(lái)到美國(guó)開(kāi)始研究城市里最常見(jiàn)的動(dòng)物之一——老鼠。老鼠是夜行動(dòng)物，有限的視力和靈敏的嗅覺(jué)使得它們對(duì)氣味高度敏感，從而可以用來(lái)控制它們的行為，對(duì)它們進(jìn)行捕捉或消滅。

Parsons說(shuō)，研究人員需要追蹤每只老鼠在一段時(shí)間內(nèi)做的事情以及活動(dòng)軌跡，這就需要用具有唯一性的RFID芯片來(lái)識(shí)別每只動(dòng)物。這個(gè)項(xiàng)目最大的一個(gè)挑戰(zhàn)是找到一個(gè)允許研究人員在他們的地域抓老鼠的企業(yè)或物業(yè)經(jīng)理，然后為老鼠植入RFID芯片再放生。布魯克林一家要求不透露姓名的垃圾回收站同意這種做法，條件是在研究結(jié)束時(shí)將老鼠全部消滅。研究目前仍在進(jìn)行中。

福特漢姆大學(xué)的研究人員先與一家動(dòng)物追蹤技術(shù)公司合作，然后在第一家公司倒閉后開(kāi)始與UID合作。UID為研究人員提供了利用植入式應(yīng)答器(微芯片)、外部讀取器和定制數(shù)據(jù)收集軟件的識(shí)別解決方案。根據(jù)UID的CSO Matt Ruiter的說(shuō)法，這家公司專注于實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物識(shí)別，以及寵物、野生動(dòng)物和動(dòng)物學(xué)解決方案，“但是我們很高興為不太傳統(tǒng)的設(shè)置定制了一個(gè)應(yīng)用程序?！?/p>

為了對(duì)野生老鼠進(jìn)行研究，福特漢姆和哥倫比亞大學(xué)設(shè)置了活體誘捕器來(lái)捕捉50只嚙齒動(dòng)物，然后給這些動(dòng)物注射鎮(zhèn)靜劑，并在每個(gè)動(dòng)物的肩胛骨之間注射一枚UID LF RFID芯片。UID的軟件將芯片上編碼的唯一ID號(hào)與特定老鼠的描述聯(lián)系起來(lái)，比如它的性別、大概的年齡和體型大小，然后把老鼠放出來(lái)。

Ruiter回憶說(shuō)，RFID閱讀器的部署工作很有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗且粋€(gè)非常獨(dú)特的應(yīng)用程序。這套系統(tǒng)需要在室外環(huán)境中定位嚙齒動(dòng)物，并且不受天氣和受追蹤老鼠的侵害。為了確保這項(xiàng)技術(shù)遠(yuǎn)離水和嚙齒動(dòng)物的牙齒，他們將閱讀器安置在一個(gè)加固的防水盒子里。

這個(gè)小組建造的硬件包括一個(gè)UID 134.2 kHz LF FID讀卡器(它有4個(gè)端口，每個(gè)端口上都有一根9英尺長(zhǎng)的電纜)，天線嵌入4塊0.75英寸或1英寸的工業(yè)板中。設(shè)計(jì)妥當(dāng)之后，研究人員將雄性和雌性信息素作為研究的氣味，這是一種老鼠很容易聞到的分泌激素。他們把這些閱讀器放置于開(kāi)放區(qū)域以及靠墻的安全區(qū)域。當(dāng)每只被標(biāo)記的動(dòng)物經(jīng)過(guò)天線時(shí)，閱讀器就會(huì)捕獲該動(dòng)物的唯一ID號(hào)，然后連接到天線，再通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)將該數(shù)據(jù)連同時(shí)間和日期傳輸至本地服務(wù)器。

每個(gè)天線站點(diǎn)都有一個(gè)攝像頭。UID的軟件會(huì)分析收集到的數(shù)據(jù)，并每天向研究人員發(fā)送電子表格，顯示哪只老鼠的出現(xiàn)位置、出現(xiàn)時(shí)間及活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)。然后，研究人員可以參考當(dāng)時(shí)的視頻片段來(lái)確定當(dāng)時(shí)發(fā)生了什么。Parsons說(shuō)，雖然攝像頭本身就可以幫助收集基于行為的數(shù)據(jù)，但很難確定某只特定的老鼠，因此也很難確定它的整體行為。

研究小組發(fā)現(xiàn)，雄性和雌性老鼠都被雌性信息素吸引，但都排斥雄性信息素。在開(kāi)闊的地方，它們更害怕其他雄性老鼠，而且離開(kāi)的速度更快，或者干脆從不去那里。Parsons認(rèn)為，這些反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)鼠中不會(huì)那么明顯，因?yàn)樾坌岳鲜髽?gòu)成的威脅不像野外環(huán)境那么嚴(yán)重。

這套解決方案被UID稱為“老鼠追蹤器”，用于工業(yè)或城市環(huán)境。Ruiter透露，在未來(lái)，公司可能會(huì)選擇加入IP溫度感應(yīng)微芯片來(lái)跟蹤動(dòng)物的健康狀況，以便了解它們的進(jìn)食情況;它還可以為每個(gè)攜帶芯片的動(dòng)物經(jīng)過(guò)天線時(shí)稱重。Parsons說(shuō):“最終的結(jié)果是，這項(xiàng)研究可以為在有老鼠或其他動(dòng)物的環(huán)境中進(jìn)行更多的研究鋪平道路，為其他研究者提供了在野外環(huán)境中測(cè)試動(dòng)物的最佳選擇。我認(rèn)為我們偶然發(fā)現(xiàn)了一座金礦?！?/p>

Arrow Exterminating公司也與研究人員合作，包括確定天線的放置位置以及為了微芯片的目的捕獲和麻醉老鼠?！拔覀冃枰晃粶缡髮＜遥盤(pán)arsons說(shuō)，這樣團(tuán)隊(duì)才能理解“老鼠意味著什么”。他指出，盡管研究人員為50只動(dòng)物植入了芯片，但閱讀器只發(fā)現(xiàn)了15或20只，他猜測(cè)毒餌和鷹、浣熊之類(lèi)的捕食者也是造成實(shí)驗(yàn)樣本減少的一部分原因。

下一步，Parsons預(yù)計(jì)將擴(kuò)大研究到其他地點(diǎn)，如休斯頓和洛杉磯。