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为解决研究穴居动物运动模式和洞穴系统测绘难题，研究人员以黑尾土拨鼠（Cynomys ludovicianus）为对象开展死 reckoning（DR）技术应用研究。结果表明，VeDBA 是最佳速度指标，2D DR 能有效追踪土拨鼠运动和绘制洞穴。该研究为理解穴居动物生态提供重要依据。
在动物研究的奇妙世界里，探寻穴居动物的 “地下生活” 一直是个充满挑战的难题。传统追踪方法在地下环境中 “失灵”，就像给研究人员戴上了眼罩，让他们难以看清穴居动物的真实活动。比如，在茂密植被覆盖的陆地或海洋深处，GPS 信号常常 “迷路”，无法准确追踪动物位置。而对于穴居动物，地下复杂的环境更是让追踪难上加难，以往研究对它们的地下运动和行为知之甚少。为了揭开这层面纱，来自斯旺西大学（Swansea University）、史密森尼国家动物园和保护生物学研究所（Smithsonian’s National Zoo and Conservation Biology Institute）等机构的研究人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在《Animal Biotelemetry》上。
研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，设计了一种特制的项圈，将 Daily Diary（DD）电路板固定其上，DD 集成了三轴加速度计和三轴磁力计，可分别以 40Hz 和 16Hz 的频率收集数据。同时，利用摄像机陷阱记录土拨鼠的活动。为验证死 reckoning（DR）技术的准确性，还构建了 “管状跑道” 进行实验。
研究结果主要围绕以下几个方面：
- 速度指标比较：研究人员对比了向量动态身体加速度（VeDBA）、向量静态身体加速度（VeSBA）、步数计数和恒定速度这四种速度指标。通过对 12 只土拨鼠 23 次最长 4 米的管状跑道实验数据的分析，发现 VeDBA 是最准确的速度指标，在 75% 的情况下定位误差在 20 厘米以内，而其他指标的误差较大。不同实验中 VeDBA 的速度系数在 0.009 - 0.042 之间变化，这可能是由于个体间项圈佩戴松紧度不同导致的。
- 进出洞穴的判断：研究人员制定了判断土拨鼠进出洞穴的规则。进入洞穴的判断标准为动物俯仰角（从加速度 x 通道得出）平滑值小于 - 20° 且 VeDBA 平滑值大于 1.2g；离开洞穴的判断标准为平滑俯仰角变化率大于 30°/s 且 VeDBA 平滑值大于 0.4g。该方法在判断进入洞穴时准确率较高，能识别 24 次进入洞穴事件中的 22 次，但判断离开洞穴时相对较弱，6 次离开事件中仅能正确识别 4 次。
- 2D 死 reckoning 应用：对 5 只土拨鼠进行了 31 小时的地下运动绘图，成功绘制出 382 米的洞穴。通过重访分析，了解了土拨鼠在地下不同位置的停留时间和洞穴使用频率。研究发现，多次重访同一洞穴路径有助于更精确地描绘洞穴结构。
在研究结论和讨论部分，研究表明 2D DR 技术在追踪穴居动物方面具有很大潜力，能够提供动物的速度、运动和地下位置信息。然而，该技术也存在一些局限性。例如，在土拨鼠转弯时，VeDBA 的变化情况还需进一步研究；在判断土拨鼠进出洞穴时，虽然现有方法有一定效果，但利用光传感器和气压传感器可能会使判断更准确。此外，从 2D 到 3D 洞穴绘图的准确性也有待验证。尽管如此，这项研究为后续研究奠定了基础，对理解穴居动物的生态行为具有重要意义。它不仅有助于我们了解动物与环境的相互作用，还能为疾病传播研究提供参考，例如在研究草原犬鼠的鼠疫传播时，了解它们在洞穴中的活动规律和时间分配就显得尤为重要。同时，研究穴居动物洞穴的结构和功能，也能为人类城市建设提供有趣的借鉴，让我们从动物的 “智慧” 中获取灵感，打造更适宜的生活空间。
