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帝王蝶的外殼中裝有 mSAIL。

每年秋天，數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的帝王蝶遷徙到墨西哥中部的特定山峰群。他們?nèi)绾螠?zhǔn)確地導(dǎo)航到他們的冬季家園，以及他們選擇路徑的方式，是科學(xué)家們非常感興趣的話題——尤其是當(dāng)氣候變化改變他們選擇的路徑時(shí)。

匹茲堡大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程助理教授 Inhee Lee 是開發(fā)跟蹤系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)的一員，該系統(tǒng)可以連接到帝王蝶并在整個(gè)三個(gè)月的南方旅程中傳輸有關(guān)它們位置的數(shù)據(jù)。

“跟蹤動(dòng)物遷徙是一個(gè)重要的生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)，”李說�！斑w徙者在整個(gè)大陸長(zhǎng)途旅行，它可以讓我們深入了解他們的遷徙路徑，他們周圍的環(huán)境如何變化，以及物種相互作用如何受到不斷變化的運(yùn)動(dòng)和分布的影響�！�

以前，只有較大的動(dòng)物遷徙者才能被追蹤到他們遷徙的重要部分。然而，昆蟲遷徙者占全球遷徙者總數(shù)的很大一部分。為了追蹤它們，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)名為 mSAIL 的新無線傳感平臺(tái)，專為帝王蝶遷移而設(shè)計(jì)。

這個(gè) 62 毫克、8×8×2.6 毫米的微型芯片安裝在蝴蝶的背部，可以同時(shí)測(cè)量光強(qiáng)度和溫度，一旦蝴蝶到達(dá)目的地，就會(huì)將該信息無線傳送給研究人員。該系統(tǒng)將使用基于深度學(xué)習(xí)的定位算法來重建蝴蝶的遷徙軌跡。

為了測(cè)試 mSAIL 的潛力，研究人員將該系統(tǒng)連接到植物園中的一只活帝王蝶身上。芯片粘在蝴蝶上；它沒有問題飛行，打開和關(guān)閉它的翅膀，或者在芯片就位的情況下進(jìn)行任何其他正常的蝴蝶行為。

mSAIL 是 Lee 在密歇根大學(xué)擔(dān)任助理研究科學(xué)家時(shí)完成的工作的延伸。mSAIL 將先前開發(fā)的集成電路集成在一個(gè) 3D 堆疊外形中，并展示了使用新型嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行單個(gè)蝴蝶定位和跟蹤的可行性。

該項(xiàng)目的下一步是量產(chǎn) 100 多個(gè) mSAIL 傳感器，這些傳感器可以在三個(gè)月的帝王遷移期間可靠運(yùn)行。研究人員將在美國(guó)不同地點(diǎn)釋放配備 mSAIL 的蝴蝶，并將在蝴蝶已建立的休息地點(diǎn)（例如伊利湖群島西部）和墨西哥中部的越冬地點(diǎn)檢查傳感器. 該團(tuán)隊(duì)希望在 mSAIL 中添加一個(gè)氣壓傳感器，這將使其能夠確定高度并更準(zhǔn)確地評(píng)估蝴蝶的路徑。