Понедельник, 23.06.2025, 05:12 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [788]
Снежный человек [1122]
Морские чудовища [1052]
Сухопутные твари [920]
Летающие монстры [250]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1577]
Теория [1245]
Акулы [268]
Бабочки [161]
Грибы [221]
Гусеницы [63]
Дельфины [176]
Ежи [37]
Жуки [115]
Зайцы [33]
Змеи [259]
Кальмары,осьминоги [196]
Киты [291]
Копытные [587]
Кораллы [159]
Кошачьи [816]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [366]
Летучие мыши [171]
Лягушки [207]
Медведи [346]
Медузы,моллюски [225]
Микроорганизмы [631]
Морские звезды [40]
Морские львы,тюлени [152]
Муравьи [254]
Мухи,комары [291]
Насекомые [407]
Обезьяны [692]
Пауки [332]
Пингвины [97]
Псовые [660]
Птицы [1166]
Пчелы [362]
Ракообразные [203]
Растения [639]
Рыбы [911]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [157]
Сурикаты,грызуны [316]
Тараканы [59]
Улитки [77]
Хамелеоны [18]
Черви [218]
Черепахи [131]
Ящерицы [193]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Июнь 2025  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2025 » Июнь » 22 » Записали звуки и передвижение таракана при помощи оптоволокна

19:02
Записали звуки и передвижение таракана при помощи оптоволокна

Оптическое волокно способно воспринимать звуки и вибрации различной частоты. Благодаря этому на его основе создаются распределенные акустические датчики — DAS-системы. Это делает их полезным инструментом в разведке, транспортировке и переработке нефти и газа, а также в отслеживании состояния конструкций и охране периметров.

Последние исследования открывают новые перспективы этой технологии в области сельского хозяйства и биологии для мониторинга растений и локализации вредителей. Так, науке уже известна способность DAS-систем находить признаки заражения деревьев личинками насекомых на ранних стадиях развития. Ученые Пермского Политеха и ПФИЦ УрО РАН впервые успешно записали акустические сигналы и определили местонахождение одного отдельного насекомого — мадагаскарского шипящего таракана.

Исследование открывает потенциал оптоволоконной технологии для раннего обнаружения вредителей в сельском хозяйстве по их акустическим следам и для отслеживания изменений в экосистеме.

Статья с результатами опубликована в журнале Sensors. Исследование выполнено в рамках государственных заданий и при поддержке Российского научного фонда.

Воздействие звука или вибрации на оптическое волокно вызывает изменения в световом сигнале, распространяющемся по нему. Эти изменения регистрируются и преобразуются в данные о местоположении и характере события. Получая информацию об этом, специалист может выявить утечку нефти, движение техники или начало разрушения здания.

Однако в области сельского хозяйства такая технология еще не получила широкого распространения, но имеет большой потенциал в вопросах раннего обнаружения вредителей на крупных плантациях, отслеживания миграции животных и насекомых и выявления изменений в окружающей среде.

Научное сообщество уже получило положительный опыт в определении заражения деревьев личинками пальмового долгоносика (вредителя, уничтожающего пальмы). Оптоволоконные датчики позволили записать звуки жизнедеятельности большой колонии насекомых внутри древесины. Однако потенциал системы для обнаружения малого количества вредителей и не в звукопроводящих средах пока не исследовался.

Ученые ПФИЦ УрО РАН и Пермского Политеха впервые изучили возможность регистрации акустического сигнала отдельного насекомого с помощью DAS вне древесной среды. В качестве объекта использовали мадагаскарского шипящего таракана, который удобен в научных экспериментах благодаря своему крупному размеру и отсутствию крыльев. В результате технология позволила не только записать издаваемый звук лишь одного насекомого, но и определить его местоположение в пространстве.

Мадагаскарские тараканы – это крупные (до 10 сантиметров) тропические насекомые, которые живут на деревьях и кустарниках. Они известны своей способностью издавать громкие шипящие звуки для защиты и коммуникации. Акустическая сигнатура шипения таракана охватывает широкий частотный диапазон (0,8–4,6 килогерц).

Для проведения эксперимента ученые ПНИПУ и ПФИЦ УрО РАН собрали специальную экспериментальную установку. Она включает распределенный акустический датчик, принцип действия которого основан на регистрации возмущений, вызванных внешними воздействиями по всей длине волокна.

– В качестве сенсорной платформы выступила виниловая пластинка. Мы нанесли на нее 200 метров оптоволокна по спирали и закрыли края бортиками. Это позволило создать компактный и эффективный чувствительный элемент, фиксирующий звуки и движение таракана по всей поверхности. Для записи сигнала использовали аналого-цифровой преобразователь, а для его обработки (определения местоположения, амплитуды и частоты акустического воздействия) – персональный компьютер со специально созданным программным обеспечением, – объясняет Артем Туров, ассистент кафедры общей физики ПНИПУ, младший научный сотрудник лаборатории агробиофотоники НИИСХ ПФИЦ УрО РАН.

Ученые помещали насекомое на чувствительный элемент и записывали все производимые звуки – шипение и передвижение по волокну. Ученые отмечают, что медленные движения (примерно до 1 см/с) были едва различимы без дополнительной обработки, а траектория движения таракана в основном концентрировалась возле внешнего края пластины. При этом система успешно фиксировала не только акустические колебания в воздухе от шипения, но и физический контакт ног с волокном от быстрого движения насекомого. Записанные при помощи оптоволоконного датчика данные хорошо согласуются с данными от «классического» микрофона и с данными из научных статей прошлых лет.

– Оптоволоконный датчик в нашем исследовании не только записывает звуковые волны, испускаемые тараканом, но и локализует их на плоскости. Эта работа открывает путь к распределенному мониторингу мест обитания насекомых, созданных человеком. Помимо сельскохозяйственных плантаций, уязвимых для вредителей, потенциальное применение включает в себя также мониторинг акустической картины ульев. Глобальное сокращение популяции пчел становится все более актуальной проблемой, и перспективно изучение их поведения с помощью акустического анализа. Подход, продемонстрированный нами, может значительно повысить эффективность таких исследований, внося вклад в более широкую область биоакустики и экологического мониторинга, – рассказывает Юрий Константинов, заведующий лабораторией фотоники ИМСС ПФИЦ УрО РАН.

Во время экспериментов ни один таракан не пострадал. После исследования его вернули в оптимальные условия.

Таким образом, ученые ПФИЦ УрО РАН и Пермского Политеха успешно записали акустический сигнал от одного насекомого, что является важным шагом в разработке новых областей применения оптоволоконных акустических датчиков. Чтобы применить этот метод к еще более мелким организмам, чем мадагаскарский шипящий таракан, эксперты предлагают повысить чувствительность системы и внедрить искусственный интеллект для более качественного и автоматического распознавания звуков в присутствии различных фоновых шумов.

https://naked-science.ru/article/column/tarakana-pri-pomoshhi-opt

Категория: Тараканы | Просмотров: 13 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Тайна сербского Лох-Несского чудовища (16)

Сняли детеныша Лох-Несского чудовища (11)

Если йети существуют, почему они до сих пор не обнаружены (14)

Позднемелового родственника ядозубов назвали в честь предводителя орков (7)

Записали звуки и передвижение таракана при помощи оптоволокна (12)

Формула идеального взмаха поможет создать роботов-птиц будущего (9)

Биофлуоресценция у рыб развивалась более 100 раз за 112 млн лет (38)

Биологи надели 3D-очки на богомолов и сделали из них буридановых ослов (21)

Насекомые способны к навигации по звездам (22)

Растения, которые не стоит собирать и выращивать (22)

Кожная слизь аксолотля распознала и уничтожила раковые клетки (21)

Нашли нового предка тираннозавра (17)

Новый вид ящерицы-монстерзавра назвали в честь вождя гоблинов (40)

Паук-кружевник убил добычу, окутав токсичным шелком (21)

В кожном секрете ослов нашли средство от клещей (25)

В Канадской Арктике нашли челюсти новой хищной рыбы девонского периода (43)

Почему птицы поют на рассвете (22)

Роевой интеллект направил муравьев расчистить путь перед сородичами с добычей (20)

Ветеринары выявили породы собак, чаще подверженные диарее (27)

Палеонтологи впервые описали кололит зауропода (18)

Бигфута сняли в лесах Колорадо (110)

Открыли гриб с производными ЛСД (39)

Байкальские рачки сохранили древнюю способность выживать при нагреве (39)

Шимпанзе заразились зевотой от робота (38)

Отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов (35)

У осьминога впервые нашли девятую работающую «ногу» (79)

Как черви совершают коллективный побег в дикой природе (51)

Новый вид рыб в «спасательном круге» нашли в китайских пещерах (43)

Почему павианы «ходят строем» (44)

Макаки с острова Авадзи увлеклись групповым грумингом (38)

Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами (24)

Какаду научились пользоваться общественными фонтанчиками для питья (32)

Поиски Лох-Несского чудовища продолжаются (66)

Лох-Несское чудовище питается лососем (43)

Постельных клопов назвали первыми насекомыми-вредителями (27)

Как мухи ощущали приложенную лапками силу (26)

Дрозофил заставили полюбить кокаин с помощью генной инженерии (24)

Тетерки охотнее спарились с самцами-танцорами, а не драчунами (33)

У кошек нашли «ген мурлыканья» (29)

Как тюлени ориентируются в мутной воде прибрежных зон (29)

Азиатские слонихи обошли саванных почти на килограмм мозга (28)

Птицы начали гнездиться в Арктике уже в позднем мелу (74)

Данио рерио адаптировались к жаре (24)

Физики напугали сомов (33)

Рыбы-клоуны уменьшились в ответ на тепловой стресс (25)

Опровергли теорию о вымирании мегалодонов (69)

Умственные способности ворон и сорок шокировали (47)

Хиолитов отнесли к самым ранним моллюскам (29)

Насекомые выпутались из паутины благодаря воску на экзоскелете (25)

Ленивцы три раза независимо стали гигантскими (32)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (34912)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (23596)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23418)

Русские монстры: от древности до наших дней (21541)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17461)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (17078)

Морского червя приняли за инопланетянина (16043)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16023)

Откуда вынырнули русалки? (15653)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (15596)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (15311)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15238)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (14746)

Неведомое существо обитает в Приморье (14706)

Логово снежного человека обнаружено в США (14109)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (13935)

Чупакабра добралась до Воронежской области (12702)

10 неожиданно опасных пород собак (12515)

Монстры океанов (12495)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12447)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (12034)

Кракен - чудовище из морской бездны (11938)

Морской змей в Черном море (11917)

Похороны настоящей… русалки (11690)

Распутывая ДНК бигфута (11537)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11420)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11369)

Страшное насекомое замечено в Индии (11310)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11306)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11263)

Когда просыпаются русалки (11250)

Крысы умнее, чем Google (11233)

Львы дружески трутся друг о друга (11182)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11083)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (10968)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (10968)

Кого боятся белые акулы (10898)

Монстры уходят на глубину (10879)

Хайгейтские вампиры (10599)

Морские дьяволы (10518)

Проект "Криптозоология" © 2010-2025 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика