D7 Análise Ambiental e Contextual

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A análise ambiental e contextual quantifica as condições físicas do ambiente em que o mamífero vive, bem como as interações do animal com esse ambiente ao longo do tempo e do espaço. Para isso, integra quatro componentes: tecnologias de localização que rastreiam a posição do animal, técnicas para caracterizar as superfícies sobre as quais ele se move, medições das variáveis ​​climáticas circundantes e uma análise quantitativa do seu comportamento social. Todos esses elementos fornecem o contexto físico no qual o movimento e a fisiologia do animal ocorrem.

As tecnologias de localização combinam um sistema de posicionamento por satélite com uma unidade de medição inercial (IMU) composta por um acelerômetro, um giroscópio e um magnetômetro, cada um medindo nas três direções espaciais. Juntos, esses sensores registram a posição geográfica e o movimento do animal em alta frequência. A integração da aceleração medida pelo acelerômetro duas vezes ao longo do tempo fornece o deslocamento do animal, embora esse cálculo acumule erros crescentes com o passar do tempo. Para corrigir esse erro, um algoritmo de fusão de sensores combina o posicionamento por satélite, que é atualizado com pouca frequência, mas não acumula erros, com medições inerciais, que são atualizadas com muita frequência, mas acumulam erros. Isso fornece a melhor estimativa possível do estado dinâmico do animal em qualquer momento. Usando o acelerômetro e modelos de calibração derivados empiricamente, a potência dinâmica que o animal está gerando no campo também pode ser estimada.

A caracterização das superfícies sobre as quais o animal se move inclui três medições distintas: o coeficiente de atrito da superfície, obtido arrastando um elemento de teste sobre ela; a rigidez do substrato contra deformação, obtida pressionando um elemento de teste contra a superfície; e a rugosidade da superfície, obtida traçando seu perfil com um instrumento de precisão.

A análise quantitativa do comportamento social mencionada no início representa cada animal do grupo como um ponto dentro de uma rede, e cada interação física entre dois animais — um contato, uma perseguição, uma vocalização dentro de uma certa distância máxima — como uma conexão entre esses dois pontos. Essa conexão é ainda ponderada de acordo com a intensidade ou frequência da interação. O número de interações que cada indivíduo mantém com seus vizinhos mais próximos segue uma distribuição característica dentro do grupo, e essa distribuição permite a detecção de indivíduos que se isolam da rede social ou que exibem um padrão de interação anômalo em comparação com os demais.

O gasto energético diário do animal, estimado a partir da potência dinâmica que a acelerometria nos permite calcular, está correlacionado com a massa corporal do animal seguindo a mesma relação alométrica do metabolismo basal: ele não aumenta em proporção direta à massa, mas sim de acordo com uma potência da massa ligeiramente menor que um. Além desse metabolismo basal, a atividade locomotora do animal adiciona um multiplicador que varia de uma vez e meia a oito vezes o gasto basal, dependendo da intensidade da atividade, de modo que a análise ambiental e contextual com a qual esta descrição começou acaba explicando, através do contexto físico do movimento, uma parte substancial do gasto energético total do animal.

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