几年前喝咖啡时，南澳大利亚大学的遥感工程师 贾万·查尔 正在津津有味地谈论生命体征。具体来说，他和几位同事正在讨论如何使用摄像头精确读取人的呼吸和心率。工程师们确信他们可以制造出这样的工具，但他们不确定它的应用前景。毕竟，有人开玩笑说，当医务人员将听诊器放在他们身上时，人们不会咬人。
但这句话引起了查尔的思考：许多动物确实会咬人，这就是为什么研究人员和兽医在记录它们的生命体征之前经常会捕捉或麻醉它们的原因。查尔说，当他联系动物园管理员时，他们证实，对动物进行基本健康检查——通过捕捉和约束它们或用麻醉枪射击它们——会导致压力甚至受伤，这“实际上是一个大问题”。管理员还告诉他，他们非常欢迎一种可以远程、无创地读取生命体征的技术。
受到这些对话的启发，查尔和他的同事们构建了一个原型设备，包括一个高分辨率数码摄像机、一个长焦镜头和一个他们在MATLAB计算软件中编写的信号处理程序。该程序分析传入的图像，根据微小的运动，例如胸部的扩张和整个身体较小的有节奏的运动，来确定动物的呼吸和心率。
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正如12月份在《传感器》杂志上报道的那样，在澳大利亚阿德莱德动物园，研究人员成功地测试了这种方法，对包括狮子、熊猫、苏门答腊虎、猩猩和小蓝企鹅在内的10个物种进行了测试（此外，查尔补充说，还有一些人类志愿者）。“我们已经对相当多的动物进行了测试，”他说。“我以为猩猩可能会有问题，因为它们毛发太多，但我们还是得到了信号。”他认为这种方法可以用于几乎任何物种，包括非常小的物种。“基于光学的成像技术，与雷达或热像仪相比，它的好处在于，你只需更换镜头就可以从观察月球到观察细菌，”他说。他指出，例外情况可能包括海龟，因为它们的龟壳会遮挡它们的胸腔。
基于光学的成像技术的另一个积极方面是它的高分辨率，这使得查尔和他的同事们可以从10到130英尺的距离监测动物。他们编写的计算机程序可以过滤掉动物自然运动的大部分“噪声”，但如果受试者正在奔跑，则无法工作。它在明亮的直射光下效果最佳，角度来自上方或侧面。“想象一下一张非常糟糕的自拍照，暴露了你所有的缺点，”查尔说。“当这种情况发生时，该技术效果最佳。”
英国普利茅斯大学的雷达和电信讲师克里斯托弗·拉弗斯（Christopher Lavers）没有参与这项研究，他同意这种新方法可以提高动物和人类的安全。他回忆说，当他使用其他技术检查动物的生命体征时，曾发生过几次险情。例如，当拉弗斯试图使用分辨率较差且需要靠近受试者的热像仪通过笼子栅栏监测老虎时，一名动物园工作人员必须密切注意，以确保动物不会跑过来抓伤他。另一次，他不得不进入水牛围栏使用他的设备，并且他太过专注于他的热像仪工作，以至于过了一会儿才意识到“现在出去！”的喊声是冲着他来的。
拉弗斯说，有一种从安全距离对野生动物进行准确、无创的健康测量的方法，“为做以前无法做到的事情打开了一扇全新的大门。”
查尔接下来的计划是走出动物园，在野生动物种群中测试他的方法，看看它是否可以作为一种潜在的保护工具。他还设想了该技术的人类应用。例如，在机场，它可以用于在疾病爆发期间对乘客的呼吸和心率进行大规模健康筛查。在新生儿病房，他认为它可以潜在地替代电极，电极通常贴在新生儿娇嫩的皮肤上，很容易引起轻微的损伤。人们可能还希望在家中、养老院或健身房安装此类设备，作为被动的健康和健身监测器。
查尔说：“能够做到这一点的摄像头已经存在很长时间了，但以前没有人费心尝试过。”“可能存在许多细微的运动和变化表明可以检测到的潜在过程——只要我们足够仔细地、足够近地或足够长时间地观察。”