对于那些太小而无法携带GPS监测器，或者会从手臂中吐出身份识别标签的动物，科学家们有好消息。一套使用现成相机的设备，可以在不接触动物的情况下精确捕捉动物的三维路径。法国雷恩第一大学的动物行为学家 Emmanuel de Margerie 表示，寻求新的动物追踪技术有几个原因。要给动物戴上GPS或其他类型的标记，必须捕捉和处理它们，这可能会给研究对象带来压力。标记本身可能昂贵且不可靠，有时还会丢失。他说：“小型物种根本无法标记，因为标记太重，会影响它们正常行走或飞行。”因此，de Margerie 想出了一种纯粹依靠视觉来追踪动物的方法。他和他的合著者将其命名为“旋转立体摄像法”(RSV)。它的工作原理如下：就像我们自己的视力一样，从两个相邻的点同时拍摄场景——或立体拍摄——可以测量到物体的距离。（这就是为什么闭上一只眼睛会破坏你的深度感知。）De Margerie 说，科学家们过去也尝试过这种立体成像。但他们的方法通常需要固定基座上的两个或更多摄像头。De Margerie 将一个摄像头安装在旋转基座上，这样拍摄视频的人就可以在动物飞行或行走时将其置于视野中。基座上的一个设备可以精确跟踪摄像机移动的角度。摄像头安装在一个长而T形平台上，看起来像一把指向动物的弩。T形的每个臂上都有一个指向相机传感器的镜子。这样，只需一个摄像头就能实现立体视觉。用户拍摄了动物的移动视频后，设备会返回两组信息：立体视频和摄像机角度记录。软件将这些数据合并，并重现动物的确切路径。对于每一帧视频，科学家都可以知道目标在三维空间中的位置。研究人员通过观察一只喜鹊在草地上行走和啄食约六分钟来测试他们的RSV设备。他们还拍摄了一段45秒的雨燕飞行的视频。他们发现，当雨燕盘旋时，将其保持在摄像头画面中稍微困难一些。尽管如此，他们还是成功地收集了关于鸟类随时间位置和速度的数据。de Margerie 说，根据动物的移动方式，他们每秒检查其位置一到二十五次。然而，他补充说，使用高速摄像机，“没有任何阻碍我们可以每秒提取100个位置。”由于用户必须将摄像机对准动物才能收集数据，所以这种方法显然不适用于远距离追踪。例如，在追踪动物迁徙方面，GPS项圈和标记至关重要。然而，de Margerie 说，GPS追踪的精度大约只有10米。他的RSV方法可以将动物定位到最近的米，只要它们在摄像机300米范围内。当动物距离更近，在100米以内时，该设备可以将它们的位置精确定位到最近的10厘米。de Margerie 说，这项技术可以填补远距离GPS追踪和近距离固定视频录制的空白；在这个中间尺度上，“大多数技术都基于昂贵而笨重的雷达设备，并且无法每秒提取多个位置。”他和他的合著者用大约5000欧元建造了他们的原型。de Margerie 认为，这种动物追踪方式可能有助于研究它们在短时间内的行为和运动。例如，在田野里跟踪一只蝴蝶在花朵之间穿梭，以了解其觅食行为。或者学习滑翔鸟类如何掠过不同类型的地形。他说：“任何在开阔空间中移动的可见陆地或空中物种都有可能被追踪。”而且没有标记，对动物来说意味着更少的麻烦——只要它们不介意被狗仔队跟踪。
图片：由Howard/Harriet Greenwood（来自 Flickr）提供
de Margerie E, Simonneau M, Caudal JP, Houdelier C, & Lumineau S (2015). 3D tracking of animals in the field, using rotational stereo videography. The Journal of experimental biology PMID: 26056245
