北卡罗来纳州立大学的研究人员设计并演示了一种新系统，可以让他们远程监控淡水贻贝的行为。这里显示了系统的原型。该系统可用于提醒研究人员注意水生生态系统中有毒物质的存在。功劳:北卡罗来纳州立大学詹姆斯·雷诺兹北卡罗来纳州立大学的研究人员设计并演示了一种新系统，使他们能够远程监控淡水贻贝的行为。该系统可用于提醒研究人员注意水生生态系统中有毒物质的存在。“当贻贝进食时，它们会打开外壳；但如果水中有有毒的东西，它们可能会立即关闭外壳，所有这些都是一次性的，”杰伊·莱文说，他是这项工作的论文的合著者，也是北卡罗来纳州的流行病学教授。“自20世纪50年代以来，人们一直试图找到测量贻贝或贻贝壳张开和张开的程度的方法，但面临着各种各样的挑战。我们需要能让动物移动的东西，能放在溪流中收集数据的东西——现在我们有了。”
“我们基本上设计了一个定制的Fitbit来跟踪贻贝的活动，”论文的对应作者、NC State的电气和计算机工程教授Alper Bozkurt说。
这项研究的基本想法源于这样一个事实，即贻贝的摄食行为通常是异步的——这不是一个协调的事情。所以，如果一群贻贝立刻合上壳，那很可能是警告水中有有害的东西。
研究人员已经在用新的传感器系统做的事情之一是监测贻贝的行为，以确定是否存在贻贝可能同时合壳的无害情况。
“把它想象成煤矿里的金丝雀，除了我们可以检测毒素的存在，而不必等待贻贝死亡，”莱文说。“与此同时，它将帮助我们了解贻贝的行为，并监测贻贝本身的健康状况，这可能会让我们了解各种环境因素如何影响贻贝的健康。这很重要，因为许多淡水贻贝物种受到威胁或濒临灭绝。”
博兹库尔特说:“为了最大限度地降低成本，我们用来制造这个原型传感器系统的所有组件都是商用的——我们只是以一种以前没有人使用过的方式使用这些技术。
具体来说，该系统在每个贻贝上使用两个惯性测量单元。每个惯性测量单元都包括一个磁力计和一个加速度计——就像智能手机中用来检测你何时移动手机的磁力计和加速度计一样。一个惯性测量单元附着在贻贝的顶壳上，另一个附着在底壳上。这使得研究人员能够比较半壳相对于彼此的运动。换句话说，这可以让研究人员判断贻贝是否正在合壳，而不是贻贝被强水流卷进水中。
来自惯性测量单元的电线被设计成连接到数据采集系统，该系统将被安装在水道中的桩上。当放置在自然环境中时，数据采集系统由太阳能电池供电，并通过蜂窝网络无线传输来自传感器的数据。目前的原型h有四个贻贝连接到系统，但它可以处理几十个。
研究人员在实验室鱼缸中对活贻贝进行了250多个小时的测试，发现传感器异常精确——测量贻贝壳开口的角度不到1度。
博兹库尔特说:“你绝对可以知道它什么时候关闭，什么时候打开，以及打开的程度。
“我们的目标是建立一个‘贻贝网络’，并监控它们的个体和集体行为，”博兹库尔特说。“这将最终使我们能够将它们用作环境传感器或哨兵。”
研究人员现在正在继续测试，以更好地理解系统的健壮性。例如，在现实生活条件下，它在实际使用中可以持续多长时间？该团队计划很快开始实地测试。
莱文说:“除了探索它作为环境监测器的有效性，我们还乐观地认为，这项技术可以帮助我们了解贻贝本身的新情况。“是什么促使他们过滤和进食？它们的行为会随着温度的变化而变化吗？虽然我们对这些动物了解很多，但也有很多我们不知道的。这些传感器为我们提供了为单个动物制定基线值的机会，并监控它们的壳运动以应对环境变化。”
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