具体情况

“我们正在努力更好地理解生物声纳，这样我们就可以在我们自己的设备中模拟它。"圣玛丽学院Kloepper博士说到

一个优秀的研究团队加上一些非常先进的技术，使大自然的另一个奥秘正越来越被人们所了解。作为植物学教授的女儿，Laura Kloepper博士，印第安纳州圣母大学圣玛丽学院生物系助理教授，长期以来一直对仿生学感兴趣 (动物已经进化出应对挑战的方法，从而为我们面临的问题找到解决办法)。这让她想要了解蝙蝠和海豚是如何完成一些我们认为不可能的事情的，比如在群体中使用它们的回声定位或生物声纳。根据我们对科学的了解，所有蝙蝠发出的声音都会相互干扰，从而年“阻塞”它们的声纳系统。

在这一领域的认知可能会导致技术的进步，从而有利于更广泛的领域，如自动汽车导航，恶劣天气下的车辆导航，视力障碍者的自我导航，以及各种军事应用，包括声纳和雷达。

然而，了解蝙蝠是如何做到这一点的主要障碍是需要从一大群蝙蝠的内部获得精确的音频和视频记录。无人机可以用于密度较小的蝙蝠飞行群，但需要另一种更有创意的解决方案来记录密度较大的蝙蝠群。
 

在谷歌主办的“Science Foo Camp”与牛津大学生物学家Graham Taylor偶然会面后，Kloepper博士采用了一种非常规的解决方案: 让一只训练有素的鹰带着复杂的记录装置，在日落时分蝙蝠从洞穴里蜂群而出时飞过它们。在圣母大学电气工程系副主席兼本科学习部主任Bob Stevenson博士、新墨西哥驯鹰者协会主席Paul Domski以及圣玛丽学院学生的协助下，他们开始构思装置并计划实地研究。

除了依赖训练有素的老鹰在刚刚好的时间内飞过一群蝙蝠这一明显的不确定性以外，另一个主要的限制是确保装置的总重量不超过鹰总重量的10%。

解决方案

“为了我的生物实地研究，我们正在拆解一个现成的相机，使之适应在鹰上飞行。"Kloepper博士给I-PEX的邮件中提到

该团队确定需要超声波录音麦克风和高分辨率视频成像设备，松下HX-A500 4K可穿戴动作相机作为一个可能的合适选择。为了大大减轻相机的重量，团队拆卸了相机，并在里面找到了I-PEX。他们联系了I-PEX的区域销售经理Mark Ernstberger, Mark开始帮助他们建造更轻、更有效的装置。

如Mark所指出的，“他们需要一种定制的40-pin CABLINE^®-UA II 电缆组件，这种电缆更短、更轻，可以将摄像头连接到控制器上。我们重新评估了原理图和引脚分配，以帮助提供定制的线束。装置必须小型化。”虽然I-PEX通经常为客户处理各种各样的定制构建，但这个请求无疑是最为独特的一个。CABLINE^®-UA II连接器保证了高速率数据传输率，摄像机可以在非常微弱的光线下工作，并提供可靠的高清信号，同时非常坚固耐用。

在Stevenson博士的帮助下，团队达到了主机10克和附件40克的标准。这包括用于25至75千赫的蝙蝠“呼叫”频率的高分辨率摄像和超声波麦克风，以及所有音频和立体声电缆的调整。

配备了支持鹰的飞行的足够轻的定制设备，并仍然能够安全地记录大量数据后，Kloepper博士和她的同事随即前往新墨西哥州的庞大巴西无尾蝙蝠群处。这次的研究提供了一群移动的蝙蝠内部极其详细的记录。这项宝贵的研究将使Kloepper博士和她的同事们更好地了解蝙蝠采用什么策略来避免声纳干扰。

老鹰在任何时候都由专家饲养、训练和操控。在获得适当的许可和遵守所有安全规则的前提下，鹰通过正强化训练和食物奖励的激励，没有试图阻止蝙蝠飞行。

飞行时间很短，通常不超过4秒，鹰或蝙蝠也没有任何危险。

 

事实证明，这种轻型装备非常耐用，能够处理鹰在蝙蝠群中反复飞行的问题，同时还能记录宝贵的音频和视频数据。此外，这个实验装置和实验创造了一个新术语:“鹰式摄像机”。

考虑到高技术设备、技术人员、研究人员、蝙蝠和鹰之间需要的同步，第一次现场尝试实现了必要的概念性验证。该团队能够获取高质量的数据，并为未来的实地研究确定改进的方法。已经有一些证据表明，蝙蝠可能会改变它们的声音特征，这样它们就不会与其他蝙蝠重叠，但在得出结论之前，还需要更多的实地工作和仔细的分析。I-PEX团队将继续协助技术上的改进，进一步完善该设备的性能。

展望

“我们会设法方下一代的线束更轻盈更有效率。” I-PEX Mark Ernstberger 

对于这一稀缺领域的持续研究，可以用传统的方式来衡量成功与否:技术进步、专利、实际应用和经过验证的创新。

对于"Kloepper博士来说，她对成功的看法还包括其他方面:除了完成突破性的研究和行业应用，她还希望她所在领域以外的人了解这项研究对他们的潜在收益，并像她一样对这项研究感兴趣。

对于I-PEX的员工来说，衡量项目成功的标准是：持续提供最先进的技术，解决技术行业的需求，并为不断重塑我们生活方式，为个人、公司和组织提供高度定制的解决方案。

 

欲了解更多信息, 请联系我们。

更多关于Kloepper博士的信息，请访问 www.laurakloepper.net.