“起初，沒有人在意這一場(chǎng)災(zāi)難，這不過是一場(chǎng)山火、一次旱災(zāi)、一個(gè)物種的滅絕、一座城市的消失，直到這場(chǎng)災(zāi)難和每個(gè)人息息相關(guān)。”電影《流浪地球》開篇的第一句臺(tái)詞，透露出對(duì)于地球和人類未來的擔(dān)憂。其實(shí)，一直以來，科學(xué)界從沒放棄過對(duì)于我們賴以生存的自然環(huán)境的監(jiān)測(cè)和研究。這些研究通常要耗時(shí)數(shù)十年，并不斷克服這漫長(zhǎng)經(jīng)歷中來自各個(gè)領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。能夠一直堅(jiān)持下來的，鳳毛麟角。

納米比亞奧坎巴拉的大象被植入了追蹤器，衛(wèi)星能更快的找到它們

圖源：COURTESY OF MARTIN WIKELSKI

via Yale Environment 360

2001年，還是一名博士后研究員的馬丁?維克爾斯基 （Martin Wikelski）正在巴拿馬進(jìn)行野外科考。當(dāng)時(shí)他的研究對(duì)象是當(dāng)?shù)匾环N浣熊。每天，他用香蕉作為誘餌，將浣熊捉住并給它們戴上能發(fā)射無線電信號(hào)的項(xiàng)圈，然后憑借無線電信號(hào)追蹤浣熊運(yùn)動(dòng)的軌跡。

為了更好地捕捉到信號(hào)，他和同事將接收器盡量懸掛在島嶼的最高處——100多英尺的塔樓上。這樣，接收器就可以將信號(hào)自動(dòng)傳輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室的電腦上。他們就這樣工作了很長(zhǎng)時(shí)間。在一次與無線電工程師的交談中，對(duì)方的一個(gè)點(diǎn)子啟發(fā)了他——如果將接收器放得足夠高，比如太空里的衛(wèi)星上，就可能追蹤到地球上所有的生物——包括地球上任何地方的鳥類、海洋爬行動(dòng)物和陸地哺乳動(dòng)物。

這個(gè)想法實(shí)在是太酷了！維克爾斯基對(duì)此心動(dòng)不已，甚至因此而變得幾乎“狂熱”。他想盡辦法獲得了在美國(guó)宇航局的會(huì)議上提出這一想法的機(jī)會(huì)。不出意外地，他被拒絕了。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)來看，這樣虛無縹緲的研究想要立項(xiàng)實(shí)在是太難了。

一直以來，人類對(duì)動(dòng)物遷徙的認(rèn)知都是知之甚少的。從中國(guó)古代詩詞中的“北雁南歸”，到壯觀的非洲角馬大遷徙，再到吸引無數(shù)國(guó)人關(guān)注的云南大象一路向北的漫游……這些動(dòng)物的大規(guī)模遷徙除了尋找食物和水源之外，是否還有其他重要的目的？一些異常的遷徙行為又是為了什么？為了搞清楚這些“地球鄰居”行為背后的原因，像維克爾斯基一樣的野生動(dòng)物學(xué)家花費(fèi)了大量的時(shí)間和心血。

維克爾斯基花了十年時(shí)間設(shè)法說服科學(xué)界和投資方，建設(shè)一個(gè)全球性的動(dòng)物追蹤平臺(tái)是有可能實(shí)現(xiàn)的。得益于德國(guó)和俄羅斯聯(lián)邦航天局的支持，維克爾斯基牽頭成立了太空動(dòng)物研究國(guó)際合作項(xiàng)目（International?Cooperation?for?Animal?Research?Using?Space，ICARUS），啟用新型衛(wèi)星接收追蹤系統(tǒng)，將接收器的信號(hào)范圍覆蓋到全球范圍。至此，“動(dòng)物互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目終于邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。

“看著ICARUS 接收器從哈薩克斯坦乘坐聯(lián)盟號(hào)火箭發(fā)射到國(guó)際空間站，宇航員將其連接到軌道實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，我們擁抱在一起，哭了起來。那一刻，近 20 年的所有壓力都消失了?！本S克爾斯基表示。

宇航員將ICARUS天線連接到國(guó)際空間站外部。

圖源：NASA

動(dòng)物互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的基本理念是“關(guān)注地球上隱藏的運(yùn)動(dòng)軌跡”。項(xiàng)目組通過將重量堪比一顆回形針的微型太陽能追蹤器連接到不同動(dòng)物，甚至冰川、海洋垃圾碎片等無生命物體上，來追蹤它們的蹤跡。不論是老鷹遵循的飛行路線、早逝的北極燕鷗的確切命運(yùn)、極度瀕危的賽加羚羊的生存環(huán)境……這些信息都將通過數(shù)千只被標(biāo)記的動(dòng)物來將它們的命運(yùn)與整個(gè)種群所面臨的更廣泛影響聯(lián)系起來。這種標(biāo)記系統(tǒng)造價(jià)低，卻可以跨越全球，唯一需要耗費(fèi)的就是時(shí)間。

2020 年 3 月，“動(dòng)物互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目正式上線。在完善了跟蹤器的制造和ICARUS軟件后，維基爾斯基和他的同事們開始將跟蹤器佩戴在野生動(dòng)物身上。本以為項(xiàng)目終于可以按照計(jì)劃推進(jìn)的他們根本沒想到，之后事情的進(jìn)展可謂步步維艱。

這一年年底，俄羅斯國(guó)際空間站模塊機(jī)械問題導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。直到2021年春天，該系統(tǒng)才得以重新運(yùn)轉(zhuǎn)，陸續(xù)收到了來自世界各地大約3500只被標(biāo)記的動(dòng)物的數(shù)據(jù)。僅僅持續(xù)了不到兩年，2022年冬天，隨著俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā)，ICARUS 的數(shù)據(jù)傳輸不得不再次停止。

遭遇此次失敗后，項(xiàng)目組尋求新的搭載衛(wèi)星。他們聯(lián)系了NASA與德國(guó)航天局合作的GRACE衛(wèi)星。然而這次合作在經(jīng)過一番政治上的“討價(jià)還價(jià)”后并沒有給ICARUS留下任何資金支持。“我們完全崩潰了。”維基爾斯基回憶道。由于時(shí)間緊迫，他們只有三個(gè)月的時(shí)間來尋找新的替代方案。

新的方案被稱為伊卡洛斯項(xiàng)目。接收器將搭載一顆很小的人造衛(wèi)星“立方體衛(wèi)星（CubeSat）”，由德國(guó)和俄羅斯聯(lián)邦航天局合作并安裝在國(guó)際空間站ISS上，計(jì)劃于2024年10月發(fā)射并開始運(yùn)作。

伊卡洛斯（ICARUS）接收器將通過太空中的一顆微型立方體衛(wèi)星監(jiān)測(cè)地球上任何地方的動(dòng)物。

圖源： MPI 動(dòng)物行為/Javier Lázaro

然而，不出意外的話意外就出現(xiàn)了。該衛(wèi)星并沒有按期發(fā)射，而是因?yàn)橛行лd荷、資金不到位等種種原因多次推遲發(fā)射。維基爾斯基沮喪地表示，非常想放棄，“整個(gè)過程變得如此令人沮喪，以至于我們?cè)僖彩懿涣肆?！?/p>

一波三折的變故讓“動(dòng)物互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目一再停滯。令人敬佩的是，各種各樣的挫折并沒有消磨掉項(xiàng)目組將“動(dòng)物互聯(lián)網(wǎng)”繼續(xù)下去的決心。吸取了多次經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后，維基爾斯基決定“自掏腰包”，由他所領(lǐng)導(dǎo)的馬克斯?普朗克學(xué)會(huì) （Max Planck Society） 資助項(xiàng)目繼續(xù)進(jìn)行，包括承擔(dān)約為157萬美元的啟動(dòng)成本，以及每年約16萬美元的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

新版本項(xiàng)目沒有讓政府航天機(jī)構(gòu)參與進(jìn)來，而是由科學(xué)家們掌控一切。他們計(jì)劃通過私人商用衛(wèi)星發(fā)射公司在五顆低成本衛(wèi)星來發(fā)射ICARUS 接收器。這些衛(wèi)星非常小，體積和魔方差不多，重量只有幾磅。

身材雖小，新接收器的本領(lǐng)卻更大。原有搭載在國(guó)際空間站的接收器無法捕捉地球最高緯度地區(qū)的信號(hào)。而就在項(xiàng)目耽擱停滯的那段時(shí)間里，項(xiàng)目組花了幾年時(shí)間，將信號(hào)標(biāo)簽縮小到了重量只有幾克，并為動(dòng)物設(shè)計(jì)了“佩戴”標(biāo)簽的新方式，進(jìn)一步擴(kuò)大了可以研究的物種數(shù)量。

Martin Wikelski 用 ICARUS 發(fā)射器標(biāo)記猩紅色金剛鸚鵡。

圖源：由 MARTIN WIKELSKI 提供

目前，該團(tuán)隊(duì)正在升級(jí) 4000 個(gè)舊標(biāo)簽以適應(yīng)新系統(tǒng)。這些標(biāo)簽不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)物能量消耗，還可以測(cè)量周邊環(huán)境大氣壓、海拔高度、溫度和濕度等，甚至可以借助 AI 來幫助分析動(dòng)物的行為。

“動(dòng)物互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目得到了很多研究者的支持。北卡羅來納州自然科學(xué)博物館負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)ICARUS北美項(xiàng)目的研究人員阿什利?洛爾（Ashley Lohr）表示，這些寶貴數(shù)據(jù)將為研究人員打開大門。

懷俄明大學(xué)生物學(xué)家艾倫?艾肯斯（Ellen Aikens）在馬克斯?普朗克研究所進(jìn)行動(dòng)物遷徙方面的博士后研究。她說，項(xiàng)目可以幫助那些預(yù)算較少的人獲得動(dòng)物研究的基線信息。之前，她所在的實(shí)驗(yàn)室使用的德國(guó)公司制造的信號(hào)標(biāo)簽研究金雕。這種標(biāo)簽更適合大型鳥類，但是成本比較高，單個(gè)標(biāo)簽超過 1500 美元。而且這種標(biāo)簽通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)工作，這意味著研究人員還必須持續(xù)支付數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用。相比之下，ICARUS 標(biāo)簽更便宜，也能讓研究人員更快取得足夠的樣本量來發(fā)表研究。

艾肯斯相信 ICARUS 將有助于改變科學(xué)家研究動(dòng)物的方式。她說，研究動(dòng)物的遷徙可以“把脈”地球，幫助我們了解生存環(huán)境的健康狀況。它們的長(zhǎng)途旅行能在人類難以涉足的領(lǐng)域收集足夠詳細(xì)的環(huán)境信息，來搭建氣候模型，無論是在高空、海洋深處還是在厚厚的冰層底下。研究人員希望 ICARUS 數(shù)據(jù)可以幫助人類制定有效的自然保護(hù)策略。特別是識(shí)別一些特定物種的生存變化——比如鳥類因農(nóng)藥噴灑而滅絕，ICARUS 可以輔助實(shí)施更精準(zhǔn)的干預(yù)措施。

維基爾斯基始終對(duì)項(xiàng)目寄予厚望。未來，他計(jì)劃在歐洲標(biāo)記 9000 只黑鶇、畫眉、雨燕、麻雀等動(dòng)物。同時(shí)進(jìn)一步縮小追蹤器標(biāo)簽到只有1克大小，以便讓研究人員能夠追蹤小型蝙蝠，甚至蜻蜓、蝴蝶和沙漠蝗蟲等昆蟲。

在他看來，那些傳輸?shù)诫娔X屏幕上的信號(hào)，并不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，而是野生動(dòng)物的“感覺和所見”。他說：“這是動(dòng)物在和我們交談”。

1.https://www.popsci.com/environment/internet-of-animals-icarus/

參考文獻(xiàn)：

2.https://www.mpg.de/20614880/0711-ornr-icarus-flies-faster-further-987453-x?c=2249