https://bodybydarwin.com
Slider Image

Προσδιορισμός των εντόμων από τη μουσική των φτερών τους

2021

"πνευματικά δικαιώματα": "© www.peterphun.com / blog

Στην τελευταία μου θέση, σας έδειξα ένα σύντομο ιστορικό παγίδων εντόμων. Κάποιοι ήταν αρκετά ανόητοι, αλλά η σύλληψη εντόμων μπορεί επίσης να είναι πολύ χρήσιμη. Ανάλογα με το πλαίσιο, μια παγίδα μπορεί να βοηθήσει να μειωθεί ο αριθμός των ενοχλητικών εντόμων σε έναν κλειστό χώρο. Οι παγίδες δείχνουν επίσης ελεγκτές παρασίτων και εντομολόγους εάν ένα συγκεκριμένο είδος εντόμων παραμονεύει γύρω και οι πληροφορίες αυτές βοηθούν στον προσδιορισμό των θεραπειών ή στην παρακολούθηση των ειδών.

Πολλές παγίδες εντόμων χρησιμοποιούν δολώματα κατασκευασμένα από συνθετικές φερομόνες, οι οποίες είναι χημικές ουσίες που τα έντομα χρησιμοποιούν για να επικοινωνούν μεταξύ τους. Αυτά τα θέλγητρα αρπάξει συνήθως τα critters με μια κολλώδη παγίδα ή ένα δοχείο θανάτου. Αλλά η προσέγγιση δεν λειτουργεί πάντοτε πολύ καλά για την αναγνώριση συγκεκριμένων ειδών - από τη στιγμή που κάποιος ελέγχει την παγίδα, το περιεχόμενο μοιάζει με κομμάτια χνουδιού ή μερικές λεπτές γραμμές. Μπορεί να είναι δύσκολο να πει κανείς τι είδους έντομα είναι αυτά, ακόμα και για έναν εκπαιδευμένο εντομολόγο, πόσο μάλλον έναν αγρότη ή έναν εργαζόμενο στην υγειονομική περίθαλψη που προσπαθεί να εντοπίσει γεωργικά παράσιτα ή φορείς ασθένειας.

Μια ομάδα επιστημόνων υπολογιστών και entomologists με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Riverside πιστεύουν ότι μπορεί να έχουν λύσει αυτό το πρόβλημα για τα ιπτάμενα έντομα παρακολουθώντας τον ήχο της πτήσης τους με έναν αισθητήρα. Προηγούμενες προσπάθειες για να γίνει αυτό συνέλεξαν τα δεδομένα ήχου με ένα μικρόφωνο, το οποίο είναι πραγματικά δύσκολο, επειδή άλλοι πιο δυνατοί ήχοι μπορούν να πνίξουν το βόμβο των φτερών ενός εντόμου. Η ομάδα του UC Riverside πήρε γύρω από αυτό χρησιμοποιώντας ένα φως λέιζερ για να παρακολουθήσει την κίνηση των κτύπων των πτερυγίων ενός εντόμου, τα οποία μπορούν να παρακολουθήσουν την κίνηση σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις από ένα μικρόφωνο και χωρίς ηχητική παρεμβολή. Έχουν ένα σχετικό χαρτί στο Τύπο στο Journal of Visualized Experiments.

Η ομάδα δημιούργησε τον αισθητήρα τους από ένα φτηνό λέιζερ και μια συστοιχία φωτοτρανζίστορ, η οποία συνδέεται με ένα ηλεκτρικό πίνακα. Εάν ένα έντομο πετάει πέρα ​​από το λέιζερ, το μοτίβο πτέρυγας σπάει το φως και το σήμα μετατρέπεται σε αρχείο ήχου. Ένας αλγόριθμος ηλεκτρονικού υπολογιστή βοηθά στην απελευθέρωση των πληροφοριών για τον προσδιορισμό του είδους.

Πώς το κάνει αυτό; Διάφορα είδη εντόμων χτύπησαν τα φτερά τους σε διαφορετικές συχνότητες, πράγμα που βοηθάει στον εντοπισμό των πτήσεων που πέφτουν από τον αισθητήρα σε οποιαδήποτε δεδομένη χρονική περίοδο, παραδείγματος χάριν, μεταξύ 400 και 800 κτύπων ανά δευτερόλεπτο, ενώ οι μέλισσες είναι πιο λήθαργες 200 bps.

Αλλά ένα έντομο βόμβο έχει και άλλες μουσικές ιδιότητες που βοηθούν να διακρίνει κανείς τα είδη που κινούνται με τον ίδιο ρυθμό. «Η συχνότητα της νίκης είναι μια ένδειξη, αλλά δεν είναι αρκετή», λέει ο Eamonn Keogh, επιστήμονας υπολογιστών στο UC Riverside και επικεφαλής ερευνητής στο έργο. Εάν χτυπήσω μια μεσαία C σε ένα πιάνο, έχει την ίδια συχνότητα με ένα μέσο C σε ένα βιολί. Αλλά αυτό ακούγεται διαφορετικό. Έτσι πέρα ​​από τη θεμελιώδη συχνότητα ενός ιπτάμενου εντόμου, υπάρχει ένα χρώμα, υφή ή μουσικότητα πιο περίπλοκο σήμα. Και έχουμε τρόπους να εξάγουμε αυτό

Οι ερευνητές προσπάθησαν τη συσκευή σε έξι είδη εντόμων στο εργαστήριο, συμπεριλαμβανομένων τεσσάρων τύπων κουνούπια, μύγες σπιτιών και μυγών φρούτων. Η ακρίβεια ήταν μεταξύ περίπου 80% και 99%, ανάλογα με το είδος, και η ακρίβεια βελτιώθηκε εάν προστεθούν άλλες πληροφορίες, όπως οι κιρκαδικοί κύκλοι των εντόμων (διαφορετικά έντομα είναι ενεργά σε διαφορετικές ώρες της ημέρας). Μπορεί επίσης να βοηθήσει στη διαφοροποίηση ανάμεσα σε ένα θηλυκό και ένα αρσενικό του ίδιου είδους, το οποίο είναι χρήσιμο για έντομα όπως τα κουνούπια, όπου μόνο τα θηλυκά τρώνε αίμα.

Ακριβώς για να σας δώσουμε μια ιδέα για το πόσο δύσκολο είναι για τα ανθρώπινα αυτιά μας να διακρίνουν τον ήχο ενός είδους εντόμων από το άλλο, εδώ είναι μερικά παραδείγματα. Τα αρχεία δημιουργήθηκαν από τον Yanping Chen, υποψήφιο διδακτορικού στο Τμήμα Πληροφορικής του UC Riverside, ο οποίος εργάστηκε στον αισθητήρα.

Φυσικά, η ομάδα πρέπει να κάνει πολύ περισσότερες έρευνες, συμπεριλαμβανομένων εκτεταμένων δοκιμών πεδίου για να βεβαιωθεί ότι ο αισθητήρας τους λειτουργεί σε πρακτικό περιβάλλον. Αλλά αν ο αισθητήρας λειτουργεί στο πεδίο, θα μπορούσε να είναι μια τεράστια βοήθεια για τους εντόμιους, τους αγρότες και τους εργαζόμενους στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης, διότι θα μπορούσαν να δουν πού βρίσκονται τα είδη σε πραγματικό χρόνο, αντί να βασίζονται στην αργή διαδικασία ελέγχου μιας κολλώδους παγίδας μία φορά την εβδομάδα και προσπαθώντας να καταλάβω τι έντομα ήταν εκεί. Οι γεωργοί, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να διακρίνουν αν τα φτερωτά παράσιτα διεισδύουν σε μια γωνιά ενός οπωρώνα και εφαρμόζουν στοχευμένο φυτοφάρμακο εκεί, αντί να καλύπτουν ολόκληρο τον τομέα. οι εργαζόμενοι στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης θα μπορούσαν επίσης να εντοπίσουν τα φορέα εντόμων και να εντοπίσουν τις προσπάθειες για να απαλλαγούν από αυτά για να βοηθήσουν στην πρόληψη των επιδημιών.

Ο Gary Hevel, ένας entomologist και ερευνητής συνεργάτης του Smithsonian Institution, ο οποίος δεν ήταν μέλος του έργου UC Riverside, λέει ότι η συσκευή θα μπορούσε σίγουρα να συμβάλει στην εξοικονόμηση χρόνου για το έργο του, το οποίο γενικά περιλαμβάνει την εξέταση των δειγμάτων και την ταυτοποίησή τους με βάση τις φυσικές τους δομές . Αυτό συμβαίνει πολύ με τους υπολογιστές αυτές τις μέρες. Είμαι πραγματικά συναρπασμένος για να δω αυτή την εξέλιξη ότι κάτι τέτοιο συμβαίνει και θα είναι επωφελές για εμάς στο μέλλον.

Η ομάδα UC Riverside συλλέγει δεδομένα από δοκιμές πεδίου στη Βραζιλία και τη Χαβάη, γεγονός που θα βοηθήσει στη βελτίωση του αισθητήρα και του αλγορίθμου. Τελικά, ο Keogh ελπίζει ότι αρχεία ήχου για ένα ευρύ φάσμα εντόμων θα είναι διαθέσιμα στο διαδίκτυο, έτσι ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να κατεβάζουν τα σωστά σήματα για τα παράσιτα στο μέρος τους του κόσμου.

Η συμμετοχή στο #NoRedOctober είναι καλή.  Οι ατελείωτες Δευτέρες είναι καλύτερες.

Η συμμετοχή στο #NoRedOctober είναι καλή. Οι ατελείωτες Δευτέρες είναι καλύτερες.

Τα βακτηρίδια στον ουρανό μπορεί να βοηθήσουν στη βροχή

Τα βακτηρίδια στον ουρανό μπορεί να βοηθήσουν στη βροχή

Πώς οι επιστήμονες συλλέγουν λάβα από ένα ενεργό ηφαίστειο

Πώς οι επιστήμονες συλλέγουν λάβα από ένα ενεργό ηφαίστειο