物理科技生物学-PHYICA

光传感器山内沙耶香可以探测到咀嚼椰枣的幼虫

物理学 2021-12-30 23:59:08

阿卜杜拉国王科技大学 信用:CC0公共领域 一种红色甲虫,被归类为最具破坏性的椰枣害虫,每年在世界范围内造成数百万美元的经济损失

现在,沙特阿拉伯的一个小团队发现了一种经济有效的方法,利用激光脉冲来检测虫害的早期阶段,给农民足够的时间来拯救他们的树木

红棕象鼻虫是一种飞行甲虫,以椰枣为食并在里面产卵

当象鼻虫的侵扰在树上引起明显的痛苦迹象时,拯救它们已经太晚了,考斯特研究科学家伊斯拉姆·阿什里解释道

“目前有几种方法被用来检测红棕象甲的感染,但它们在大型棕榈农场不可靠或不可行,”他说

这些方法包括使用嗅探犬,用基于计算机的断层扫描技术筛选树木,将声音探针插入树干来检测象鼻虫幼虫的咀嚼声

在阅读一篇关于这些侵扰的破坏性影响的文章时,考斯特教授布恩斯

Ooi意识到他在光子学方面的工作可能是相关的

“光纤可以有效地探测几公里范围内非常微弱的声音,”他解释道

他与沙特阿拉伯环境、水和农业部的尤瑟夫·阿尔·费海德合作,领导了一个研究小组,研究光纤是否可以作为一种经济有效的非侵入性手段,用于检测幼体发出的早期咀嚼声

他们开发了一种方法,包括从传感设备向光纤发送激光脉冲,光纤可以缠绕在大面积的多棵树的树干上

声音与光纤内的光信号相互作用,改变其频率

光纤将数据反馈到传感器中,相对准确地告知农民哪些树木健康,哪些树木被感染

学分:阿卜杜拉国王科技大学 在使用他们的系统之前,研究人员记录了12天大的幼虫来识别它们的声音信号

他们还记录并识别了典型背景噪音的声音特征,比如风和鸟

声音的频率相差很大,他们可以在传感器上安装一个过滤器,过滤掉大部分不相关的噪音

他们还开发了一种算法,可以分析传入的信号来充实幼虫的噪音

基于实验室的小树测试表明,该系统能够可靠地区分健康树和受感染树

“我们的传感器可以用10公里长的光纤对大约1000棵棕榈树进行无创、24/7、低成本的同步监测,检测12天大的幼虫,”考斯特研究科学家茅沅说

该团队接下来计划在大型露天农场部署他们的传感系统

阿什里说:“这将需要对系统进行修改,以包括先进的信号处理技术,可以消除在这些环境中发现的噪音。”

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