Воскресенье, 14.12.2025, 07:14 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [792]
Снежный человек [1136]
Морские чудовища [1075]
Сухопутные твари [930]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1608]
Теория [1260]
Акулы [272]
Бабочки [161]
Грибы [227]
Гусеницы [64]
Дельфины [179]
Ежи [37]
Жуки [115]
Зайцы [34]
Змеи [265]
Кальмары,осьминоги [201]
Киты [296]
Копытные [591]
Кораллы [161]
Кошачьи [827]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [370]
Летучие мыши [176]
Лягушки [212]
Медведи [351]
Медузы,моллюски [228]
Микроорганизмы [634]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [153]
Муравьи [261]
Мухи,комары [295]
Насекомые [413]
Обезьяны [708]
Пауки [340]
Пингвины [101]
Псовые [665]
Птицы [1182]
Пчелы [369]
Ракообразные [203]
Растения [648]
Рыбы [921]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [160]
Сурикаты,грызуны [319]
Тараканы [59]
Улитки [78]
Хамелеоны [19]
Черви [220]
Черепахи [134]
Ящерицы [198]

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: 86 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Нашли генетические признаки адаптации белых медведей к жизни безо льда (14)

Впервые зафиксировали совместную охоту косаток и дельфинов (12)

Самцы бонобо отследили репродуктивные циклы самок (13)

Человек по уровню моногамии оказался ближе к сурикатам, чем к шимпанзе (14)

Диплодоки могли иметь такую же яркую окраску, как современные птицы (9)

Подводная камера запечатлела редкого семирукого осьминога (7)

Нанотираннус был отдельным видом (8)

Охотники на бигфута приближаются к разгадке тайны (73)

Новое изображение Лох-Несского чудовища (38)

Бигфуты и научные исследования на грани (30)

Пчелы не эффективны против слонов (23)

Лягушки победили самых опасных шершней (27)

Нехватка сардин привела к сокращению на 95% популяции пингвинов (26)

ФБР опубликовало досье на снежного человека (78)

Гриб из Чернобыля поглощает радиацию (31)

Почему и как бенгальская кошка не стала домашней (28)

Шимпанзе и люди одинаково отнеслись к просоциальности (25)

У растений обнаружили механизм бурения плотного грунта по принципу промышленных труб (28)

В Европе распространяется хищный червь (37)

Редкая эволюционная особенность позволила пандам использовать инструменты (35)

Генетический анализ переписал историю происхождения домашних кошек (41)

Биологи нашли систему принудительного роста вниз у растений (32)

Выяснили, за какое время слоны привыкают к следящим дронам (25)

В геноме адского вампира нашли следы общего предка осьминогов и кальмаров (37)

Агрессия у собак оказалась генетически связана с человеческой депрессией (29)

Люди ищут истину, стоящую за снежным человеком (85)

Мозг птерозавров и птиц адаптировался к полету двумя разными путями (34)

В Германии нашли самого маленького в мире коня (39)

Социальное обучение позволило орангутанам освоить взрослый пищевой рацион (26)

Безуспешные поиски Лох-Несского чудовища (62)

Переписали механизм навигации у голубей (38)

Изучение пингвинов помогло воссоздать механизм коллективного поведения (37)

Споры мха выжили после девяти месяцев в открытом космосе (40)

Смешение с собаками повысило генетическое разнообразие части динго (43)

Новозеландцы встретили розовую кобылку (31)

Обезьяны показали способность отказываться от своих ошибочных убеждений (52)

У мышей обнаружили способность к «акушерству» (40)

Домашние кошки предпочли кузнечиков и сверчков (35)

Новый вид змей назвали в честь Стива Ирвина (26)

Муравьи-паразиты обманом заставили муравьев-хозяев убить собственных матерей (35)

Считавшуюся вымершей рыбу переоткрыли спустя 21 год (46)

Палеобиологи «добыли» древнейшую РНК из туши мамонтенка Юка (132)

Сколько нужно кальмаров для прокорма черных дельфинов (49)

Шмели отличили короткое мигание лампочки от длинного (51)

Пауки сделали фальшивых пауков втрое крупнее себя из объедков и мусора (51)

Ученые посоветовали кричать на чаек, чтобы не дать им украсть еду (49)

Раскрыли клеточные механизмы «мужской беременности» морских коньков (63)

Бактерии со сломанными жгутиками поплыли вперед на собственных фекалиях (61)

Как хамелеонам удается вращать глазами независимо друг от друга (49)

Скворцы превзошли попугаев в имитации звуков дроида R2-D2 (44)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35060)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (23991)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23542)

Русские монстры: от древности до наших дней (21870)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18109)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17633)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16375)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (16321)

Морского червя приняли за инопланетянина (16180)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16175)

Откуда вынырнули русалки? (15968)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15361)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15153)

Неведомое существо обитает в Приморье (14868)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (14846)

Логово снежного человека обнаружено в США (14423)

10 неожиданно опасных пород собак (13451)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13093)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13078)

Монстры океанов (12855)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12677)

Морской змей в Черном море (12152)

Распутывая ДНК бигфута (12115)

Кракен - чудовище из морской бездны (12088)

Когда просыпаются русалки (12035)

Львы дружески трутся друг о друга (12018)

Похороны настоящей… русалки (11803)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11596)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11529)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11515)

Крысы умнее, чем Google (11468)

Страшное насекомое замечено в Индии (11463)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11427)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11422)

Монстры уходят на глубину (11209)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11171)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11147)

Кого боятся белые акулы (11108)

Морские дьяволы (10839)

Хайгейтские вампиры (10785)

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

Яндекс.Метрика