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2024
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【科技前沿】DAS记录金蝉脱壳后的嗡鸣声
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如果你在2021年夏天在美国东部，你可能会听到由于季节性金蝉的大量出现而持续不断的嗡鸣声。这一事件每17年发生一次，导致无数的蝉蜕皮、交配、产卵和死亡。但事实证明，他们的到来不仅仅是你可以在草坪上或汽车挡风玻璃上看到的东西。它们出现的声音可以通过光缆探测到。
萨珀·奥兹哈拉尔博士（Dr. Sarper Ozharar）是在新泽西州普林斯顿的NEC实验室研究光学网络和传感的研究员，他研究了利用光纤来感知交通、警报器和枪声等振动的技术。巨大的噪音产生振动，微妙地扭曲玻璃光纤内的光学“后向散射”。利用人工智能，研究人员可以解码这些振动，并确定在光纤附近可能发生了什么和什么噪声。
在2021年的夏天，奥兹哈拉尔和他的同事们在他们的测试数据中发现了一个不寻常的频率信号。在美国自然历史博物馆的昆虫学家杰西卡·威尔博士的帮助下，他们最终确定这是蝉群的嗡鸣声。他们的发现是本周发表在《昆虫科学杂志》上的一篇报告的主题。
奥扎拉和弗拉托一起讨论了光纤传感是如何工作的，以及一个电子和通信实验室是如何在一本昆虫学杂志上发表文章的。
奥扎拉尔的研究表明，光纤传感可以如何为绘制这些著名的短暂昆虫的种群地图开辟新的途径。在这里，蝉的嗡鸣声被记录了在5天内的峰值光谱频率的变化。
来源： Ozharar等人，2023年，《昆虫科学杂志》
蝉鸣的嗡嗡声很明显。通过对分布式声学传感（DAS）数据开展频谱分析，它显示为一个1.33千赫兹（kHz）的强信号，与放置在相同位置的传统音频传感器测量的蝉鸣叫声频率相匹配。
研究人员还观察到蝉的峰值频率在1.2 kHz到1.5 kHz之间变化，这种模式似乎是跟随试验地点的温度的变化。通过DAS数据也可以观察到蝉鸣嗡嗡声的整体强度，在测试期间信号下降，蝉鸣合唱达到峰值，在繁殖期结束时逐渐减弱。
来自 DeepSense光纤传感
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