Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с коллегами из Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН впервые в мире продемонстрировали, что оптоволоконные акустические датчики (DAS-системы) способны фиксировать перемещения и звуки отдельных насекомых.
Эксперимент с мадагаскарским шипящим тараканом доказал: система не только улавливает шипение и вибрации, издаваемые насекомым, но и точно определяет его местоположение.
В основе системы — распределённые акустические датчики (Distributed Acoustic Sensing, DAS). Они анализируют мельчайшие изменения света, распространяющегося в оптоволокне, которые возникают при внешних воздействиях — звуках, вибрациях, шаге.
До недавнего времени такие датчики применяли в промышленности, например, для контроля состояния трубопроводов, мостов и зданий. Теперь их адаптировали для задач агроэкологии и биомониторинга.
Для эксперимента учёные создали сенсорную платформу, используя обычную виниловую пластинку, на которую спиралью намотали 200 метров оптоволокна. Насекомое — мадагаскарский таракан — перемещалось по поверхности, издавая два типа сигналов:
Система с высокой точностью зафиксировала поведение таракана и локализовала его на поверхности. Причём результаты полностью совпали с данными, полученными с обычного микрофона.
Новое применение DAS-технологий открывает перспективы в аграрной сфере и экологических исследованиях:
Исследователи отмечают, что технология обладает высокой чувствительностью, масштабируемостью и пассивной природой, то есть не мешает объекту наблюдения и может работать в реальном времени.