幾年前喝咖啡時，南澳大利亞大學的遙感工程師 賈萬·查爾 正在津津有味地談論生命體徵。具體來說，他和幾位同事正在討論如何使用攝像頭精確讀取人的呼吸和心率。工程師們確信他們可以製造出這樣的工具，但他們不確定它的應用前景。畢竟，有人開玩笑說，當醫務人員將聽診器放在他們身上時，人們不會咬人。
但這句話引起了查爾的思考：許多動物確實會咬人，這就是為什麼研究人員和獸醫在記錄它們的生命體徵之前經常會捕捉或麻醉它們的原因。查爾說，當他聯絡動物園管理員時，他們證實，對動物進行基本健康檢查——透過捕捉和約束它們或用麻醉槍射擊它們——會導致壓力甚至受傷，這“實際上是一個大問題”。管理員還告訴他，他們非常歡迎一種可以遠端、無創地讀取生命體徵的技術。
受到這些對話的啟發，查爾和他的同事們構建了一個原型裝置，包括一個高解析度數碼攝像機、一個長焦鏡頭和一個他們在MATLAB計算軟體中編寫的訊號處理程式。該程式分析傳入的影像，根據微小的運動，例如胸部的擴張和整個身體較小的有節奏的運動，來確定動物的呼吸和心率。
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正如12月份在《感測器》雜誌上報道的那樣，在澳大利亞阿德萊德動物園，研究人員成功地測試了這種方法，對包括獅子、熊貓、蘇門答臘虎、猩猩和小藍企鵝在內的10個物種進行了測試（此外，查爾補充說，還有一些人類志願者）。“我們已經對相當多的動物進行了測試，”他說。“我以為猩猩可能會有問題，因為它們毛髮太多，但我們還是得到了訊號。”他認為這種方法可以用於幾乎任何物種，包括非常小的物種。“基於光學的成像技術，與雷達或熱像儀相比，它的好處在於，你只需更換鏡頭就可以從觀察月球到觀察細菌，”他說。他指出，例外情況可能包括海龜，因為它們的龜殼會遮擋它們的胸腔。
基於光學的成像技術的另一個積極方面是它的高解析度，這使得查爾和他的同事們可以從10到130英尺的距離監測動物。他們編寫的計算機程式可以過濾掉動物自然運動的大部分“噪聲”，但如果受試者正在奔跑，則無法工作。它在明亮的直射光下效果最佳，角度來自上方或側面。“想象一下一張非常糟糕的自拍照，暴露了你所有的缺點，”查爾說。“當這種情況發生時，該技術效果最佳。”
英國普利茅斯大學的雷達和電信講師克里斯托弗·拉弗斯（Christopher Lavers）沒有參與這項研究，他同意這種新方法可以提高動物和人類的安全。他回憶說，當他使用其他技術檢查動物的生命體徵時，曾發生過幾次險情。例如，當拉弗斯試圖使用解析度較差且需要靠近受試者的熱像儀透過籠子柵欄監測老虎時，一名動物園工作人員必須密切注意，以確保動物不會跑過來抓傷他。另一次，他不得不進入水牛圍欄使用他的裝置，並且他太過專注於他的熱像儀工作，以至於過了一會兒才意識到“現在出去！”的喊聲是衝著他來的。
拉弗斯說，有一種從安全距離對野生動物進行準確、無創的健康測量的方法，“為做以前無法做到的事情打開了一扇全新的大門。”
查爾接下來的計劃是走出動物園，在野生動物種群中測試他的方法，看看它是否可以作為一種潛在的保護工具。他還設想了該技術的人類應用。例如，在機場，它可以用於在疾病爆發期間對乘客的呼吸和心率進行大規模健康篩查。在新生兒病房，他認為它可以潛在地替代電極，電極通常貼在新生兒嬌嫩的皮膚上，很容易引起輕微的損傷。人們可能還希望在家中、養老院或健身房安裝此類裝置，作為被動的健康和健身監測器。
查爾說：“能夠做到這一點的攝像頭已經存在很長時間了，但以前沒有人費心嘗試過。”“可能存在許多細微的運動和變化表明可以檢測到的潛在過程——只要我們足夠仔細地、足夠近地或足夠長時間地觀察。”