以無線射頻辨識系統研究野生動物

以無線射頻辨識系統研究野生動物 (Using the Radio Frequency Identification Technology to Study Wild Animals)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士 陳易揚

野外調查經常是生態學與動物學研究的重要環節。研究人員於自然環境中觀察或進行實驗，蒐集所需資料，在經過後續的數據分析後，據以回答研究初期所提出的問題。舉野生動物研究為例，研究人員通常必須在自然環境中利用各種技術來偵查、辨認、捕捉、標記與追蹤野生動物，以取得所需樣本。然而在自然環境中研究野生動物，是一件困難且具危險性的任務，因為許多野生動物分佈在交通不便的荒郊野外；牠們可能有很大的活動範圍與隱蔽的生活習性，導致研究工作充滿挑戰。所幸科技日新月異，許多技術面的問題已漸漸被克服，也減少了人員在研究野生動物的過程中，對動物及其棲地造成的負面影響。

在野外，當研究人員接近觀察野生動物時，可能會對野生動物造成壓力 (stress)，並誘發野生動物產生緊張情緒、甚至做出逃跑與攻擊行為；捕捉採樣更可能對野生動物個體造成傷害。上述兩種狀況如果一再發生，不僅可能會使資料失去準確性，進而影響研究成果，更甚者可能會降低該野生動物族群的繁殖率與生存率，引發動物福利的爭議與破壞生態環境的疑慮。

圖一 無線射頻辨識系統，可植入動物或竉物體內做身份辨識，比一粒米略大。（圖片來源：維基百科。https://en.wikipedia.org/wiki/Radio-frequency_identification）

鑒於上述的傳統觀察與標放的缺點，有許多生物信號標記追蹤技術 (biologging technology) 問世，讓研究人員不需一再的接近或捕捉動物，紓解了部分缺點。其中一種技術是無線射頻辨識系統 (radio frequency identification，縮寫：RFID)。此一技術利用無線電將遠端的位置或環境資訊等訊息傳回給收訊者。無線電追蹤技術 (radio-tracking) 因此應運而生，被廣泛應用在生態調查上：藉由在動物身上掛上無線電發報器，研究人員能依憑發報器所發出的特定頻率無線電波辨識野生動物個體，可以從遠端接收特定個體發出的訊號中取得相關的資訊。這些資訊不僅能包括位置訊息，有助於了解野生動物的活動範圍與行為模式，有些也可以傳送溫度、濕度等生理與環境資訊。

近20年來，生物信號標記追蹤技術已有長足進步，例如RFID射頻辨識標籤的體積大幅減小，甚至可以植入動物皮下（圖一），而功能也更多樣、電池續航力增加等。與傳統的直接觀察採樣方法相比，無線射頻辨識系統不僅為野外研究也提供了更大量且更精確的資訊，也讓研究人員可以減少接近野生動物的頻率，大幅降低了對野生動物的干擾。即便如此，在第一次使用上述方法時仍然需要捕捉動物，以將發報器或射頻標籤安裝置於動物身上，對動物個體仍有干擾，而裝置在野生動物身上的標記物如果安裝不妥，也會對個體造成負面影響。

以企鵝研究為例，在過去研究人員會將追蹤標定用的標帶貼在企鵝的前肢上，後續研究卻發現標帶會破壞企鵝身體的流線性而增加游泳時的能量消耗；另有研究團隊也指出標帶會提高企鵝的死亡率並且降低生育率。因此如何改進研究野生動物的技術，一直是研究人員持續努力的課題。

例如，2014年有研究團隊以遙控探測車 (remote-controlled rover) 接近觀察國王企鵝 (king penguin)，並監測企鵝的生理反應與行為變化（圖請見http://www.nature.com/nmeth/journal/v11/n12/full/nmeth.3173.html）。該團隊的研究成果指出，雖然企鵝會攻擊未經偽裝的探測車，但所受到的壓力比研究人員進入企鵝群中還要低。

研究團隊進一步將探測車改裝成具有國王企鵝幼鳥的外觀（但探測車的輪子暴露在外），結果具幼鳥外觀的探測車不僅被接納進入企鵝群中，甚至還被成鳥納入羽翼下照護，顯示企鵝幼鳥外觀的探測車能有效減少企鵝所受到的壓力。將具幼鳥外觀的探測車應用於跳岩冠企鵝 (rockhopper penguin)、皇帝企鵝 (emperor penguin) 與南象海豹 (southern elephant seal) 的研究，也顯示了類似的結果：恰當偽裝的遙控探測車能使研究人員在研究野生動物時，減少對野生動物產生的負面影響。目前研究人員除了將遙控探測車偽裝成更精細的動物外觀之外，還準備讓遙控探測車能發出叫聲，模仿該動物的行為（以企鵝研究為例，讓機器企鵝能做出下蛋、理毛與展翅等行為）等，期望能蒐集到更多更精確的科學數據，將有助於研究人員以雙贏的方式揭開更多生命的神秘面紗。

參考文獻

1. Bograd, S. J. , Block, B. A., Costa, D. P., & Godley, B. J. (2010). Biologging technologies: new tools for conservation. Introduction. Endang Species Res 10, 1-7.
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