Оптоволокно может регистрировать звуковые волны и вибрации разных частот, что позволяет создавать распределенные акустические сенсоры — системы DAS. Эти устройства становятся незаменимыми инструментами в нефтегазовом секторе для разведки, транспортировки и переработки сырья, контроля технического состояния сооружений и охраны территорий. Ученые ПФИЦ УрО РАН и Пермского Политеха провели эксперимент, в ходе которого удалось доказать эффективность подобных технологий для заблаговременного выявления насекомых-вредителей в сельском хозяйстве.
По данным официального сайта Десятилетия науки и технологий в России, специалисты впервые зафиксировали акустический сигнал и определили местоположение одиночного насекомого — мадагаскарского шипящего таракана — с помощью DAS-системы. Этот крупный таракан вырастает до 10 см и обычно обитает на деревьях и кустарниках. Он может производить громкие шипящие звуки для общения и самозащиты. Их акустический спектр простирается в диапазоне от 0,8 до 4,6 кГц.
Ученые создали экспериментальную установку с использованием распределенного акустического датчика, способного фиксировать внешние воздействия вдоль всего волокна. Сенсорная платформа представляла собой виниловую пластинку, покрытую спиралью из 200 метров оптоволокна.
Специалисты ставили насекомое на чувствительную поверхность и регистрировали все издаваемые звуки — шипение и шаги по волокну. Несмотря на трудности в восприятии медленных движений существа, система успешно детектировала как акустические колебания в воздухе от шипения, так и физический контакт ног с волокном от быстрого движения насекомого.
«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», — комментирует Юрий Константинов, заведующий лабораторией фотоники ИМСС ПФИЦ УрО РАН.
По словам авторов исследования, во время экспериментов ни один таракан не пострадал. После завершения тестов насекомое поместили обратно в оптимальные условия содержания.
Ранее биологи надели 3D-очки на богомолов и сделали из них буридановых ослов.
