Ein Ortungsgerät, das Tierbewegungen als Energiequelle nutzt

Bericht vom 8. Juni 2023

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von Bob Yirka, Phys.org

Ein Team aus Zoologen, Tierverhaltensforschern und Ingenieuren des Naturhistorischen Museums Dänemark, der Universität Kopenhagen, des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie und der Technischen Universität Dänemark hat ein Gerät zur Verfolgung wilder Tiere entwickelt, das ihre Bewegungen als kinetische Energiequelle nutzt . Über ihre Studie wird auf der Open-Access-Seite PLOS ONE berichtet.

Wissenschaftler nutzen seit vielen Jahren Ortungsgeräte, um mehr über die Aktivitäten wilder Tiere zu erfahren, wenn keine Menschen in der Nähe sind, um sie zu beobachten. Allen gemeinsam ist, dass sie Batterien benötigen, um die Bordsensoren mit Strom zu versorgen. Dieser Nachteil bedeutet, dass Forscher, die versuchen, ein Tier aufzuspüren, entweder ihre Arbeit beenden müssen, wenn die Batterie leer ist, oder das markierte Tier erneut einfangen müssen, um die Batterien auszutauschen.

Der Austausch von Batterien ist zeitaufwändig, teuer und stressig für die verfolgten Tiere. Bei dieser neuen Anstrengung kam das Forschungsteam zu dem Schluss, dass die naheliegende Lösung darin besteht, ein Ortungsgerät zu entwickeln, das nicht mit Batterien betrieben wird. Nachdem festgestellt wurde, dass einige moderne Uhren ihre Energie aus Körperbewegungen beziehen, machte sich das Team daran, ein Ortungsgerät zu entwickeln, das auf die gleiche Weise angetrieben werden könnte.

Nach einigem Hin und Her entwickelten die Forscher einen winzigen Generator, der von einem winzigen Pendel angetrieben wurde, das in einem geschlossenen Gerät schwingt. Während das Pendel als Reaktion auf Bewegungen des Tieres, an dem der Tracker befestigt ist, schwingt, zwingt es einen ferromagnetischen Ring dazu, über eine Kupferspule zu gleiten und so Strom zu erzeugen. Dieser Strom wird dann zu einem Lithium-Superkondensator geleitet.

Der gespeicherte Strom wird dann zur Stromversorgung der Sensoren verwendet, zu denen ein Beschleunigungsmesser, eine GPS-Einheit und eine CPU gehören – alle Komponenten sind in einem wasserdichten Gehäuse untergebracht. Das fertige Produkt wog nur 5,3 Unzen.

Das Team testete den Tracker zunächst an seinen Haushunden. Sie fanden heraus, dass das anderthalbstündige Gehen mit den Hunden genug Energie erzeugte, um den Tracker für den Rest des Tages zu betreiben. Als nächstes testeten sie den Tracker an wild umherstreifenden Bisonsmooren in Dänemark und an Ponys, die auf der dänischen Insel Langeland lebten. Der Tracker war in der Lage, den ganzen Tag und jeden Tag zu laufen und ermöglichte eine kontinuierliche Verfolgung, ohne dass die Batterie nachgefüllt werden musste. Sie stellen fest, dass die Ortungsgeräte der Ponys vor der Veröffentlichung ihres Artikels 147 Tage lang in Betrieb waren.

Mehr Informationen: Troels Gregersen et al., Ein neuartiges System zur Gewinnung kinetischer Energie für den lebenslangen Einsatz von Wildtier-Trackern, PLOS ONE (2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0285930

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