使用世界上最小的計算機跟蹤帝王蝶的遷移

在“國家地理”資助的一個項目中，歐洲經委會研究人員與生態學和進化生物學系合作，通過對密歇根州微塵最雄心勃勃的迭代，加深了我們對帝王蝶遷移的了解。

在墨西哥，一群工程師和生物學家正騎著馬騎進一個流行的帝王蝶越冬地點的心臟地帶，對他們最新的密歇根州微塵(M3)迭代進行初步測試。該項目得到國家地理雜志的部分支持，希望通過闡明蝴蝶的遷徙和棲息地條件來幫助保護野生動植物。

M3由David Blaauw，EECS的Kensall D. Wise學院教授以及密歇根大學的其他幾位研究人員創建，是一種完全節能的計算系統，可充當智能傳感系統，并可針對多種應用進行配置。對于此項目，M3將被粘在帝王蝶的背面，以跟蹤和監視它們在遷移過程中遇到的環境條件-特別是光照和溫度，最終是氣壓。

“這是我們最復雜的M3系統，” Blaauw說。“我們需要捕獲精確到幾秒鐘的光強度數據，并且我們需要能夠將捕獲的數據傳輸很長的距離，因為我們將無法物理地獲取標本。”

傳感器的原型附在君主的背面。圖片來源：密西根大學

Blaauw和現在在匹茲堡大學任教的ECE校友Inhee Lee教授負責芯片和系統設計。Kim Hun-Seok Kim教授設計并訓練了算法，該算法可以分析捕獲的數據并重建標本的遷移路徑。曼徹斯特大學生態與進化生物學教授安德烈·格林(AndréGreen)分析了這些途徑，以了解更多有關君主生物學的知識，并將其應用于保護工作。

君主在遷徙過程中可以旅行多達3,000英里，夏天在美國北部度過繁殖，而冬天則在加利福尼亞，佛羅里達和墨西哥沿岸度過。傳感器必須足夠堅固，以適應長途旅行以及沿途的惡劣天氣，但又要足夠輕，以免干擾行為或傷害蝴蝶。M3的這次迭代是迄今為止最輕的，重量約為50毫克，比迄今為止最輕的跟蹤設備輕十倍。作為該團隊初步測試的一部分，他們將M3附接到了幾只蝴蝶上，并監視了它們在溫室中的狀況。