Vogel-Geodatenlogger Phase 5, µTrack (µTrack – ein multifunktionales Gerät für die Feldforschung an Vögeln und Kleintieren)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 509.12.15

Schlüsselwörter (Deutsch)

Zugvögel, Migration, Positionsbestimmung, Geodaten, Artenschutz, GPS

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Das ursprüngliche Funktionsprinzip des modularen Vogel-Geodatenloggers beruht auf der Kombination eines Sensors zur Messung der Lichtintensität mit einem System zur Datenspeicherung. In den vier bisherigen Phasen wurde das Gerät auf 0.5 g verkleinert und mit Zusatzmodulen zur Aktivitätsmessung, solaren Strom-Versorgung und besseren Positionsbestimmung mittels Magnetsensor ausgestattet. Die verschiedenen Geräte kommen in unterschiedlichen Gebieten zum Einsatz, z.B. zur Erforschung der Flugrouten verschiedener Zugvögel und zur Überprüfung von Artenschutz-Massnahmen. Das neue Gerät µTrack wird als Telemetrie-System konzipiert   und besteht aus dem Gerät auf dem Vogel (µTag), und der Basis-Station (µControl). µTag ist ein 1g leichtes Gerät auf dem Tier, welches sowohl als Telemetriesender, Datenlogger oder Geolokator einsetzbar ist. Die Funktionen werden rein softwareseitig eingestellt. Dadurch wird das Gerät flexibler, individueller einsetzbar und billiger als herkömmliche Geräte. Die Daten werden über die drahtlose Zweiweg-Kommunikation erst dann abgerufen, wenn der Vogel in Reichweite einer Basis-Station ist (wake on receive). Dadurch erübrigen sich Wiederfang und Manipulation der Tiere. Das Gerät kann deshalb in neuen Forschungsgebieten eingesetzt werden, z.B. bei schwierig einzufangenden oder seltenen Tieren.

Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 27.04.2015 (Beilage 1) an der Sitzung der Koko UT vom 18.06.2015 (Entscheid: Beilage 2) genehmigt.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1     Der Prototyp von µTag ist inkl. Konfigurationssoftware in stationären Langzeittests während ca. 5 – 6 Monaten  untersucht und für Feldtests bereit. Meilenstein 1

2     µControl ist als Gerät entwickelt. Die Software zur Datenkommunikation zwischen µControl und µTag – d.h. Remote Download und wake-on receive-Funktion – ist betriebsbereit. Die solare Stromversorgung ist entwickelt. µTag wurde aufgrund der Resultate aus MS 1 verbessert Der Prototyp von µTrack ist in stationären Tests auf seine Funktionalität überprüft und für Feldtests bereit. Die Planung bzw. erste Resultate der Feldversuche liegen vor. Meilenstein 2

3     Redaktion eines Schlussberichtes mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 2 und der ausführlichen Beschreibung der Resultate aus den Feldversuchen.

4     Bereitstellung von Textbausteinen und Illustrationen für die Erstellung eines Publikums-Factsheets

5     Präsentation der Ergebnisse an einem wissenschaftlichen Kolloquium beim BAFU mit entsprechender Power-Point Darstellung

Projektziele (Deutsch)

Im vorliegenden Projekt werden die Entwicklungsarbeiten für den neuen µTrack, bestehend aus µTag und µControl, abgeschlossen. µTag enthält einen µController, einen internen Speicher, Sensoren für verschiedene Messungen, einen Transceiver und eine Uhr (RealTimeClock). Die Basisstation µControl besteht aus einem µController (Regler und Steuerung), einem Speicher und einem Transceiver.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

µTrack ist ein weltweit einzigartiges Tool für die biologische Feldforschung an Vögeln und Kleintieren. Das Herzstück von µTrack ist ein 1.3 g leichtes Gerät auf dem Tier, welches sowohl als Telemetriesender, Datenlogger oder Geolokator einsetzbar ist. Die Funktionalität wird rein softwaremässig konfiguriert, was µTrack im Vergleich zu herkömmlichen Geräten deutlich flexibler, individueller und billiger macht. Absolut neu für ein Gerät dieser Gewichtsklasse ist die drahtlose Zweiweg-Kommunikation, welche die Übertragung von Daten ohne Wiederfang und Manipulation des Tieres ermöglicht. Ebenfalls neu für ein solches Gerät ist, dass für die Speisung anstelle einer kleinen Batterie (Laufzeit 1 Jahr) ein PV-Modul mit einer Fläche von 1.5 cm2 verwendet werden kann. µTrack wird in der Schweiz produziert und vor dem Einsatz durch die Schweizerische Vogelwarte konfiguriert.

Während diesem Projekt wurden die Komponenten von µTrack entwickelt. Dies sind a) das Gerät auf dem Tier, welches Lichtdaten zur Bestimmung der Position aufzeichnet, dieses Gerät wird entweder mit einer kleinen Batterie oder mit einem PV-Modul gespiesen, b) ein Sender / Empfänger beim Anwender für die drahtlose Kommunikation zum Tier, c) eine App auf einem Smartphone, welche es erlaubt, die Tiere zu peilen (Telemetrie) und die Daten anschliessend herunterzuladen, sowie d) eine Software, welche es erlaubt, die einzelnen Geräte auf dem Tier vor dem Einsatz zu konfigurieren.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Damit die Schweizerische Vogelwarte Forschung auf höchstem Niveau betreiben kann, ist sie auf innovative technische Hilfsmittel angewiesen. Die Entwicklung solcher Geräte hat darum an der Schweizerischen Vogelwarte eine lange Tradition. Mit dem Projekt µTrack folgt der nächste Schritt, indem eine völlig neue Generation von Telemetriesendern entwickelt und diese mit Datenloggern und Geolokatoren kombiniert wurde.

Dank µTrack ist die Schweizerische Vogelwarte in der Lage, a) mit Hilfe der Telemetrie die Bewegungen von Vögeln in einem Gebiet zu überwachen, beispielsweise um das Ausbreitungsverhalten von Jungvögeln zu studieren, b) mit Hilfe des Geolokators die Zugrouten und die Überwinterungsgebiete von Vögeln aufzuzeichnen sowie die Daten nach deren Rückkehr ins Brutgebiet dank der drahtlosen Kommunikation herunterzuladen, c) mit Hilfe der Speisung durch ein kleines PV-Modul auch mehrjährige Studien durchzuführen, ohne dass die Vögel eingefangen und die Batterie ausgewechselt werden muss.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Das Projekt µTrack hat heute einen erfreulichen Stand. Es wird nach Abschluss der Finanzierung durch das BAFU weitergeführt, die Finanzierung wird durch die Schweizerische Vogelwarte getragen. Aus technischer Sicht ist geplant, dass noch einige Optimierungen insbesondere beim HF-Teil des Empfangsgerätes durchgeführt werden. Dadurch lässt sich die Distanz für die Peilung der Tiere sowie das Lesen der Daten weiter erhöhen. Als weitere Option kann µTrack mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet werden, um Studien über die Aktivität von Vögeln durchzuführen (Messung der Beschleunigung, der Flughöhe usw.).

Aus biologischer Sicht folgen diverse Feldstudien, welche mit Hilfe von µTrack durchgeführt werden.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

keine