동물의 움직임을 동력원으로 사용하는 추적 장치

2023년 6월 8일 보고서

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작성자: Bob Yirka, Phys.org

덴마크 자연사 박물관, 코펜하겐 대학교, 막스 플랑크 동물 행동 연구소, 덴마크 기술 대학교의 동물학자, 동물 행동학자, 엔지니어로 구성된 팀이 야생 동물의 움직임을 운동 에너지원으로 사용하여 추적하는 장치를 개발했습니다. . 그들의 연구는 오픈 액세스 사이트인 PLOS ONE에 보고되었습니다.

과학자들은 인간이 야생 동물을 관찰하지 않을 때 야생 동물의 활동에 대해 더 자세히 알아보기 위해 수년 동안 추적 장치를 사용해 왔습니다. 이들 모두의 공통점 중 하나는 온보드 센서에 전원을 공급하기 위해 배터리가 필요하다는 것입니다. 이러한 단점은 동물을 추적하려는 연구자가 배터리 전원이 부족할 때 작업을 종료하거나 배터리를 교체하기 위해 태그가 지정된 동물을 다시 잡아야 함을 의미합니다.

배터리 교체는 추적 대상 동물에게 시간과 비용이 많이 들고 스트레스를 주는 일입니다. 이 새로운 노력에서 연구팀은 배터리로 작동하지 않는 추적 장치를 개발하는 것이 확실한 해결책이라고 판단했습니다. 일부 현대 시계가 신체 움직임에서 동력을 얻는다는 사실을 확인한 후 팀은 동일한 방식으로 동력을 공급받을 수 있는 추적 장치를 개발하기 시작했습니다.

약간의 시행착오 끝에 연구원들은 닫힌 장치 내부에서 흔들리는 작은 진자에 의해 구동되는 작은 발전기를 생각해 냈습니다. 추적기가 부착된 동물의 움직임에 반응하여 진자가 흔들리면서 강자성 링이 구리 코일을 가로질러 미끄러지도록 하여 전류를 생성합니다. 그 전류는 리튬 슈퍼커패시터로 전달됩니다.

저장된 전류는 가속도계, GPS 장치 및 CPU를 포함하는 센서에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 모든 구성 요소는 방수 케이스에 들어 있습니다. 완성된 제품의 무게는 5.3온스에 불과했습니다.

팀은 먼저 애완견에게 추적기를 테스트했습니다. 그들은 한 시간 반 동안 개를 산책시키면 나머지 하루 동안 추적기를 작동시킬 수 있는 충분한 전력이 생성된다는 것을 발견했습니다. 다음으로 그들은 덴마크의 야생 들소 늪지와 덴마크 랑겔란드 섬에 사는 조랑말에 대해 추적기를 테스트했습니다. 추적기는 매일 하루 종일 작동할 수 있어 배터리를 보충할 필요 없이 풀타임 추적이 가능했습니다. 그들은 조랑말의 추적 장치가 논문 출판 전 147일 동안 작동했다는 점에 주목했습니다.

추가 정보: Troels Gregersen 외, 야생 동물 추적기의 평생 배포를 위한 새로운 운동 에너지 수확 시스템, PLOS ONE(2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0285930

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