新的追踪方法可以研究野生昆虫的行为

蜜蜂等昆虫是负责维持生物多样性和粮食安全的重要传粉媒介，长期以来一直对现有的大规模跟踪方法和高分辨率成像系统构成挑战。

雷达等大规模跟踪技术可以提供大规模数据，但缺乏研究复杂昆虫行为所需的详细分辨率。另一方面，高分辨率成像通常仅限于小型受控环境，这限制了它们与现实世界条件的相关性。

这个问题的解决方案来自TatThangVo-Doan的人类前沿科学计划研究工作，他开发了快速锁定(FLO)跟踪系统。该技术通过在自然栖息地跟踪昆虫来弥补这一差距，同时保持高精度和实时反馈。

这为深入了解控制野生昆虫行为的生物力学和神经行为学机制提供了新的可能性。研究结果发表在《科学机器人》杂志上。

FLO的一个关键特性是其低延迟反馈机制，它可以根据实时图像处理在几毫秒内调整运动动作。这有助于系统在跟踪昆虫时保持高精度，捕捉准确而详细的飞行轨迹。

此外，FLO跟踪消除了固定摄像机中经常出现的运动模糊，确保了图像清晰锐利，非常适合捕捉飞行昆虫的快速复杂运动。

TatThangVo-Doan在德国弗莱堡大学AndrewD.Straw的指导下完成了这项研究。研究团队还强调了FLOTracking的其他主要特点：高适应性以及易于集成到各种系统中。

在FLO的光路中添加高速摄像机，研究人员可以捕捉昆虫飞行的复杂细节，例如翅膀运动和导航(见图1)。通过同时跟踪和记录高分辨率视频，该系统可以彻底研究昆虫的运动。

此功能对于分析昆虫如何与环境互动以及如何应对捕食者、天气或障碍物等外部因素特别有用。当安装在四轴飞行器无人机上时，FLO系统可以在更远的距离内跟踪蜜蜂和其他昆虫(见图2)，而这以前仅限于实验室环境。

这一特征为生态学研究带来了突破，使研究人员能够研究现实世界生态系统中千米范围内的昆虫行为，阐明环境线索和与其他物种的相互作用如何影响它们的行为。

虽然FLO目前需要在昆虫身上安装反光标记以进行追踪，但这种标记重量轻，对昆虫的侵入性极小，不会对昆虫的飞行动态产生重大影响。例如，蜜蜂的标记重量仅为20毫克，蝗虫的标记重量仅为70毫克，使它们在追踪过程中表现自然，确保昆虫的自然行为。

尽管HFSP研究员仅用蜜蜂和蝗虫演示了FLO系统，但它可以应用于多种昆虫。它的多功能性和在不同环境中远距离追踪昆虫的潜力使其成为解决关键生态问题(如栖息地丧失和气候变化影响)的宝贵工具。

此外，FLO在机器人和导航系统方面的应用潜力凸显了其在生物学之外的更广泛影响，为生物研究和机器人创新开辟了新的途径。