April 11th, 2018

Японец, МКС, Icarus и дрозды

Мы тут начали проект по проверке гипотез навигации птиц с использованием трекеров на основе мобильной связи. Пока мы просто тестируем методику чтобы понять, может ли мы на больших расстояниях отслеживать перемещения воробьиных птиц (черных дроздов). Подробности ниже.

Вводная. Обычно для подобных задач мы использовали ориентационные тесты в так называемых круглых клетках (птицы в миграционном состоянии прыгают в алюминиевых конусах в миграционном направлении) и лишь в немногих случаях свободнолетящих птиц и радио-телеметрию (в последнем случае сигналы радиопередатчиков от улетающих в неком направлении птиц можно регистрировать на приемнике максимум на расстояниях 2-5 может 10 км, не  больше). При этом, довольно обычна ситуация, что миграционный бросок какой-нибудь воробьиной птицы в пределах Европы - 100-200 км за одну ночь (несколько часов полета со скоростью ~50 км/ч), т.е. район по контролем даже локальной сети радиостанций довольно ограничен по сравнению с масштабом даже однодневного перемещения птицы. Работаем мы с одиночно летящими мигрантами т.к. у них нет социального фактора, т.е. все навигационные решения они совершают самостоятельно (ошибка в результате наших магнипуляций с их сенсорными системами не может быть исправлена за счет следования за "нормальными" конспецификами). В основном в этой категории мигрантов, которых реально наловить (т.е. многочисленные в наших отловах), насекомоядные воробьиные птицы, мигрирующие ночью (зарянки, славки, камышевки, мухоловки) и намного реже насекомоядные неворобьиные (н-р обык кукушка).

Теперь мы пытаемся сделать следующий шаг и прослеживать перемещение наших модельных видов птиц из обозначенной категории на расстояниях, сопоставимых со всем миграционным путем (сотни км). Для этого мы должны учитывать следующее. Из набора обозначенных видов самые крупные - это дрозды и кукушки (обе группы в пределах 90-110 г веса). Особенно много в наших отловах черных дроздов, поэтому мы работаем с ними. Т.к. в нашей области действует правило "старайся не прикреплять к птице больше 5% от массы тела" (иначе птица может вообще не полететь или на ее поведение устройство будет заметно сказываться), то это накладывает ограничения на размер девайсов - в пределах 4-5 г, ну максимум 6 г. Короче жесткие ограничения несмотря на довольно существенную миниатюризацию электроники в последние годы. Эти 4-6 г должны включать: электронная плата + батарейка + заливка + лямочки для прикрепления на спину в виде рюкзачка (т.н. leg loop harness). Многие девайсы на рынке с GPS технологиями + отсылкой данных удаленно на сервер, в свете довольно сильной энергозатратности GPS и мобильных модемов, всё еще весят прилично выше необходимой массы. Есть устройства весом 5 г с отсылкой данных на спутники ARGOS, но из-за монополии или олигополии на этом рынке (основной производитель - одна американская компания), цены на подобные устройства для наших выборок (нам нужно для каждой группы птиц по 5-10 передатчиков) неподъемные. За одно устройство $3,500 + примерно столько же берет ARGOS за обслуживанием каждого устройства за год. Поэтому ARGOS трекеры мы не используем. Что остается. По крайней мере два варианта.

1) Надежда на пресловутый Icarus project, который многие movement ecologists ждут с 2006 г., а он всё не приходит. Это можный приемник с антенной и компьютером на МКС. В феврале уже доставлено оборудование и несколько российских космонавтов в январе и феврале этого года проходили обучение (как крепить Icarus антенну) на базе Центра космонавтики в Королеве.




По планам смена текущего экипажа МКС на этих новых бойцов должно было пройти в мае. Вот что писал Роскосмос в феврале.

Collapse )


Т.е. проведена тренировка с Олегом Артемьевым и Сергем Прокопьевым. Но на сейчас есть какие-то непонятные слухи, что один из членов текущего экипажа МКС (он вот тут), вроде бы вот этот японец Норишиге Канаи, "не хочет" меняться, т.е. остается дольше ранее запланированного. Вроде бы как я слышал, что это может отложить на некоторый срок монтажные работы, т.к. возможно кому-то, Олегу или Сергею, придется пока остаться на Земле (а для монтажа вроде нужны оба). Так ли это, один ли это только космонавт или его могут подменить иные, и задерживается ли японец или нет и если да, то насколько - пока мне непонятно.

2) Вариант второй, от больших космическо-политическо игр независимый

Короче всё что происходит с Icarus на решающих стадиях проекта увлекательно ибо "корабли бороздять просторы Большого т." но пока это не работает и когда заработает - непонятно. Альтернативой является использование уже имеющейся телекоммуникационной инфраструктуры, например вышек мобильной связи. Тут тоже всё не просто. После долгих поисков мы таки нашли девайс, который бы со скрипом нам обеспечивал 4-6 г. Это прототипы, но довольно tunr-key & off-the-shelf устройства, произведенные молодой американской компанией, производящей трекеры для широкого рынка - трегинг людей и asset tracking (основатели - парни из России). Эта компания по маркетинговым причинам не вывела на рынок эти девайсы первого поколения. Трекер этот программируется через app на мобильном телефоне. В частности его режим просыпания и засыпания. Когда он просыпается, скажем раз в сутки в определенном время, то им замеряется уровень сигнала разных мобильным операторов в GSM антенне и мобильная вышка, вероятно с самым сильным сигналом (хотя точно не ручаюсь за алгоритм), берется как proxy нахождения трекера (хотя мобильная вышка эта может быть от нескольких метров до нескольких км, до 20-30 км) от трекера. ID мобильной вышки (а из сигнала каждой вышки это вычленяется) посылается по USSD соединению, который устанавливает трекер с этой вышкой, на сервер компании-производителя трекера. Используя открытую базу данных, в которой для всех мобильных операторов указано географическое расположение всех вышек можно в app увидеть proxy расположение трекера. Как вы понимаете, точность оказывается плюс минус 0-30 км, но для масштабов перемещения наших птиц это приемлимо.

Вот как выглядят трекеры на наших дроздах (прототипы, которые пока увы работают не стабильно).






Всё хорошо, но проблем тоже предостаточно. В частности, указанные ограничения на массу сильно ограничивают выбор батареек куда-то в район 75-100 mAh (Lipo батарейки, т.к. у них хорошая energy density), что уже дает 6-7 г. устройство. Выше по массе для батареек некуда, хотя решило бы наши проблемы легко. Далее при запуске прошивки (firmware) данный трекер видимо довольно капризен и требователен к peak current. Поэтому нам не просто нужны маленькие батарейки (мы остановились на 75 mAh), а еще их модификации с высоким C rating (это электротехническая х-ка, показывающая какие пиковые потребления может батарейка обеспечить, т.е. к примеру 75 mAh 15C/30C continious/peak current батарейка может обеспечивать 75 * 30 = 2250 mA = 2.25 A краткосрочного пика тока и 75 * 15 = 1.12 A постоянного потребления). Однако по-видимому даже эти х-ки на пределе требований для энергопотребления + у данных батареек огромный разброс по этим характеристикам, даже если все они заявлены как одинакомые. Т.е. далеко не все батарейки запускают трекеры и пока мы не особо разобрались почему так (может быть peak current при запуске прошивки дляться довольно долго и только малая часть батареек стравляются с покрытием таких пиковых токов, а остальные после короткого пика "выдыхаются" и прошивка не запускается). Короче тестируем и посмотрим, что мы в результате получим.

Так и живем - надеемся на космические технологии, а сами возимся с капризными трекерами и батарейками. 

Санкции и птички

Б**, нам оборудование в Швеции закупать, а тут санкции и рубль против евро (ну и привязанной к ней SEK) резво падает уже третий день. +12.6% буквально за 3 дня. Хотя кажется распродажи нерезидентов постепенно выдыхаются (судя по сегодняшему утру). Видимо большинство тех нерезидентов, у кого были weak hand позиции, вышли из российских акций и долговых инструментов. Посмотрим, что будет дальше.