זכייה בקרן מחקר תחרותית

Israel Science Foundation (ISF)  –  Bikura Program

עקיבה אחרי חיות בר בקצב ותפוקה גבוהים

רן נתן, המחלקה לאקולוגיה, אבולוציה והתנהגות, האוניברסיטה העיברית

סיון טולדו, ביה"ס למדעי המחשב, אונ' תל אביב

אנטוני וייס, בית הספר להנדסת חשמל, אונ' תל אביב

אנחנו מפתחים טכנולוגיה לעקיבה אחר חיות בר המבוססת על עיקרון של GPS  הופכי. הטכנולוגיה תתגבר על חסמים משמעותיים באקולוגיה של תנועת בעלי חיים, ותהפוך את התחום מדל-מידע לבעל מידע רב. זרימת המידע תגרום למהפך משמעותי ע"י יצירת הזדמנויות עבור תחום חשוב זה. מטרתנו היא לפתח באופן מלא מערכתGPS  הופכי המסוגלת לאסוף מידע בעל רזולוציה מצוינת ותפוקה גבוהה על תנועת חיות. המידע נחוץ לתקיפת שאלות מרכזיות באקולוגיה של תנועה שכרגע הוא לא בר השגה: כיצד חברי להקה נעים יחד בטבע? כיצד חיות מגיבות בזמן אמת לסיכונים או קונפליקטים הנגרמים ע"י תוקפים ומתחרים? כיצד ניתן להסביר אינטראקציות בזמן ובמרחב בתוך מינים שונים ובין מינים שונים?

הנושא של מחקר זה הוא בעל חשיבות רחבה למדעי החיים מאחר ותנועה של אורגניזמים היא אחת מהתכונות הבסיסיות ביותר של החיים על פני האדמה. הבנה של תהליכים אקולוגיים, התנהגותיים והתפתחותיים המעצבים את החיים מחייבת למצוא תשובות מדוע, כיצד, מתי והיכן חיות זזות. חקירת תנועה של חיות נסמכת על יכולתנו לעקוב אחר מסען של חיות חופשיות בטבע אולם קשיים מעשיים גורמים זה זמן רב לתחום "אקולוגיה של תנועה" להיות דל נתונים. 

GPS  השפיע בצורה דרמטית על השגת נתונים בדיוק טוב לגבי תנועת חיות בעשור האחרון אבל חסמים פיזיקליים וטכנולוגיים עדיין מגבילים את כמות המידע שניתן להשיג מ GPS ומטכנולוגיות אחרות משום שמספר גדול מאד של חיות לא יכולות לשאת מקלטי GPS.

בעבודה מקדימה מצאנו שטכניקה הנקראת GPS הופכי יכולה לכסות על הפער. היא יכולה לכסות כמות גדולה מאד של חיות בודדות, בקצב איכון גבוה, באמצעות התקנים שמשקלם לא יותר מ 0.3 גרם כך שהיא מאפשרת לעקוב אחר 95% ממיני הציפורים בעוד שבעזרת GPS ניתן לעקוב רק אחר 15% מהמינים. הטכנולוגיה מתאימה ביותר לעקיבה באזורים של עשרות קילומטרים היכן שרוב החיות מבלות את עיקר חייהן. טכנולוגיה זו אינה זמינה באופן מסחרי בצורה המאפשרת עקיבה אחר חיות בר.

GPS הופכי היא טכנולוגיה מסובכת. פיתוח מערכת כזאת לרמה שתאפשר שימוש ע"י מדענים כרוכה בסיכון גבוה מאד. לכן חילקנו את הפרויקט למחקר מקדים בו בנינו אב-טיפוס שמדגים שהפרויקט מבטיח (הושלם) ולשלב מתקדם שיהפוך את אב הטיפוס למערכת שניתנת לפריסה ע"י ביולוגים ושיכולה לתת כמות מידע אדירה בדיוק התואם לדיוק של GPS.

אנחנו גם מציעים לאפיין את דיוק המערכת באופן עיקבי, לפתח כילים לניתוח כמות המידע הגדולה, להמשיך לפתח את המערכת לשם הרחבתה וחיזוקה עבור מחקר מדעי ולאשש ולהדגים את יכולותיה בלפחות שני מחקרים פורצי דרך בקנה מידה גדול. המערכת תתמוך במספר מחקרים במקביל כדי לנצל אותה היטב וכדי להקטין את המחיר לכל מחקר לחוד.

אנו מצפים שעבודה זו תוביל לפריצות דרך משמעותיות בהסתמך על הכרת תחום המחקר ובהסתמך על התוצאות שהשגנו בשלב המקדים.