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- bush的耳朵為發(fā)展革命性的聽力傳感器開啟了科學(xué)的大門
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/10/10
圖為灌木-Copiphora gorgonensis的示意圖，發(fā)現(xiàn)于哥倫比亞雨林中，顯示了聲壓在“耳道”內(nèi)部的變化。信用：索林·瓊森博士
新的研究發(fā)現(xiàn)，bush的耳道已經(jīng)進化成可以與哺乳動物的耳朵以相同的方式工作，以放大聲音并調(diào)節(jié)聲壓-并且這些發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家制造出更好的聲音傳感器供人類使用。
叢林cri是依靠聲音傳播才能生存的昆蟲，雄性唱歌吸引遠處的雌性。它們的前肢有非常小的“耳朵”，其工作方式類似于具有外耳，中耳和內(nèi)耳的人類，而且許多物種具有透明的“皮膚”，從而使科學(xué)家能夠測量耳廓。
一個由感官生物學(xué)家和數(shù)學(xué)家組成的國際團隊發(fā)現(xiàn)，昆蟲的喇叭形外耳（稱為氣管導(dǎo)管）通過放大和轉(zhuǎn)換壓力波來捕獲與哺乳動物耳道相同的聲音，然后將其傳遞給鼓膜表面為動物提供定向聽覺。
迄今為止，尚不知道影響聲壓級從而影響定向聽覺的這種機制。這些發(fā)現(xiàn)可能會改變聽覺設(shè)備如何識別所檢測聲音的位置或起源，從而有助于用于監(jiān)視和監(jiān)視目的的無線聲傳感器網(wǎng)絡(luò)的富有挑戰(zhàn)性的設(shè)計。
研究小組對哥倫比亞雨林中發(fā)現(xiàn)的一種名為Copiphora gorgonensis的物種進行了研究。他們使用3-D X射線成像來捕獲灌木bush的耳朵的結(jié)構(gòu)，并進行數(shù)學(xué)分析，以確定聲音在聲管內(nèi)部的工作方式。
該研究是歐洲研究委員會資助的190萬歐元項目的一部分，該項目由英國林肯大學(xué)專門研究感官生物學(xué)和生物物理學(xué)的昆蟲學(xué)家Fernando Montealegre-Zapata教授領(lǐng)導(dǎo)。它是與布里斯托大學(xué)和奧地利格拉茨大學(xué)合作進行的。
林肯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院數(shù)值建模研究研究員Emine Celiker博士進行了這項研究。她說：“這項研究是使用實驗和數(shù)學(xué)相結(jié)合的技術(shù)來確定聆聽其物種歌曲的機制的第一步。
“我們的發(fā)現(xiàn)提供了強有力的指示，表明bush the耳的聲音與哺乳動物的聲音相同，這使其研究對于開發(fā)新型聽覺傳感器至關(guān)重要。我們能夠使用激光多普勒振動計記錄聽覺過程的記錄，測量耳道表面的聲波振動。
“通過將耳朵的數(shù)學(xué)模型與現(xiàn)實生活中的實驗相結(jié)合，我們還發(fā)現(xiàn)耳道可以濾除與該物種的生存有關(guān)的聲音頻率，僅放大與動物行為相關(guān)的聲音，例如它們的交配歌曲或掠食性蝙蝠的高頻聲。
“傳統(tǒng)上，號角會增加聲音的音量，眾所周知，對于灌木hearing來說，這也是由于其聲管的幾何形狀造成的。我們在對所涉及的過程進行了全面研究之后，對此進行了驗證在聲音放大。這些發(fā)現(xiàn)具有巨大的潛力增強被應(yīng)用聲學(xué)傳感器，例如竊聽器“。
該發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在《生物物理學(xué)雜志》上。
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