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2016年11月13日 星期日 放大 缩小 默认   
鱼儿摇头摆尾 标签借力充电
稼正
  现在,从衣服到轮胎的许多地方都有见自供电技术,不过水中游的鱼似乎还不在其列。美国能源部太平洋西北国家实验室PNNL的科学家开发了一种压电自充电跟踪标签,借助鱼的游动产生电力,使研究人员能更长时间地监视鱼类。

  给鱼打上标签,是科学家常用的跟踪手段,几十年来技术上也很有进展。标签借助金属或塑料支架连接到鱼的身体,靠热心渔民的帮助跟踪鱼的移动。后来的标签配备微型无线音频转发器,能持续注视来往的鱼。

  不过无线标签有个严重的限制:电池不持久。像PNNL这样的机构经营鱼类声学遥测系统已有多年,他们的标签也只能运行约一百天。这对跟踪水坝附近的鳟鱼足够好了,但对长途迁徙的鳗鱼或鲟鱼没有多大意义,那些鱼动辄环游数千公里,而生命周期可长达150年。

  为克服这些局限性,西北太平洋国家实验室研制了带自供电系统的鱼标签,首席科学家丹尼尔·邓认为这是鱼标签中最棒的。它包括压电材料的长条型柔性复合片、电路板和信号换能器。压电材料有2种尺寸,100毫米长的重1.05克;77毫米长的重量0.8克,配备不同大小的鱼。

  标签通过手术方式连接到被跟踪鱼的背上。当鱼游泳时,它的运动为电子设备发电供能。科学家表示,在水下接收器的接收范围中,只要鱼在游动,我们就能跟踪它。

  现在研究团队已经借用机器人鱼尾巴测试了该设备,还在白鲟鱼和虹鳟鱼上进行了活鱼试用。在为期两周的水槽试验中,鱼标依靠这种电源持续发出信号,而对鱼的游泳能力没有障碍。

  新标签计划明年完成实验室测试后,安装在华盛顿州哥伦比亚和蛇河水域的鲟鱼身上。如果成功,该技术将用于不同的物种,特别是潜游更深的鱼种。

  “自供电声学标签能帮助我们更好地了解大坝和海洋能源设备如何影响鱼的行为,”邓说。“鲟鱼这个古老鱼种在地球上已有数百万年。这个标签可能帮助我们减轻人类活动对它们的影响,帮助这些鱼生存得很久。”

  研究发表在《科学报告》中。

  稼正 (图,PNNL)

     
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