Otonom kayıt birimi - Autonomous recording unit

Bir otonom kayıt birimi (ARU) kendi kendine yeten bir sestir kayıt yerleştirilen cihaz deniz veya karasal için ortamlar biyoakustik izleme. Ünite, hayvanların davranışlarını izlemek ve ekosistemlerini izlemek için hem deniz hem de karasal ortamlarda kullanılır. ARU, karasal düzeyde, kuş habitatlarından gelen sesleri algılayabilir ve her kuşun, kuş popülasyonu ve ekosistemin göreceli savunmasızlığı ile birlikte taşıdığı göreceli duyguları belirleyebilir. ARU, hayvanların iletişiminin ekosistemlerinin işleyişini nasıl etkilediğini görmek için deniz yaşamının çıkardığı sesleri anlamak için de kullanılabilir. ARU, su altındayken, insan yapımı makinelerin çıkardığı sesi izleyebilir ve bu seslerin deniz yaşamı ekosistemleri üzerindeki etkisini görebilir. ARU'ların kullanımı ve daha fazla tür keşfetme kabiliyetleri sayesinde 44 iş gününe kadar tasarruf edilebilir.[1][2][3][4]

Tasarım

Genel Bakış

Geniş açıya karşı koymak için bölünmüş frekans uygulaması kullanılır. bant genişlikleri sorunlar yaratır. Bu ayrım, örnekleme nın-nin sürekli zaman sinyalleri az sayıda dahil etme tabanlı bir bant genişliği boyunca hertz yüzlerce kilo-Hertz'e (kHz) kadar. Bir bant 30 kHz'in altındaki daha düşük frekanslar için kullanılırken, diğeri 100 kHz'in üzerindeki daha yüksek frekanslar için kullanılır. Algılanan sinyaller daha sonra depolama için sabit sürücüye yerleştirilir.[1]

Geniş bant kayıt sistemi

SDA14 platformu

SDA14 platformu şunları sağlar: sinyal işleme 24 bit ile gerçek zamanlı olarak Geniş bant bu 4'ü kapsar analog sinyaller. Gerçek zamanlı veri analizi elde etmek için bir dijital sinyal işlemcisi (DSP), üç GFlops. Veriler daha sonra programlanabilir bir ortamın yanı sıra farklı ortam depolarına dağıtılabilir. OEM. Sistemin kendisi, 8 ila 26 volt dijital dönüştürücü güç kaynakları ile otonomdur. Ethernet ve seri port arayüzler. Ethernet portu arazide toplanan ekstra verilerle birlikte akustik testlere izin verir. Bu arada, seri bağlantı noktası, verilerin gerçek zamanlı olarak geri gönderilmesi ve su altına daldırıldığında sistemin ana kontrolünü geri göndermekle ilgilenir. Kanal kayıt sırasında yaklaşık 1,8 watt güç kullanır.[1]

Deniz memelileri algılama algoritması

Farklı hayvanlar, davranışlarını etkileyen frekanslara karşı farklı hassasiyetler yaşarlar. Bu nedenle birden fazla memeli deniz hayvanı algılama algoritmaları.

Yüksek frekanslı deniz memelileri

Gibi son derece hassas hayvanlar liman domuz balığı 115 ve 145 kilohertz arasında birincil sinyaller üretir, bu da büyük aynı oran (Saniyede 480 kilo örnek) güçlü bant genişliği kayıtlarını yakalamak için.

Deniz memelileri dedektör algoritması

Bir tıklama algılama işlemi olarak bilinen deniz memelisi dedektör algoritması, farklı yunusları ve domuz balıklarını kontrol altında ve özgürce test etmek için orijinal olarak analog elektroniklerde uygulandı. Merkez frekansı 30 kilohertz bant genişliği ile 130 kilohertz'dir. Nabız zarf bir dizi kısa tıklama ile izlenir. Daha düşük bant genişlikleri (20 kilohertz'den az) sayısallaştırılmış ve frekanslar insan kulağı için yeterince düşük olacak şekilde kaydırıldı. Bu, insanların akustik davranışı anlamalarına yardımcı olur. Tıklamalar arasında akustik davranış gözlemlenebilir. Davranışsal interpolasyon Memelilerin oranı, tıklama arası dönemler arasında çıkarılabilir. Sistem, cetacean incelemesinde büyük avantajlara sahip olan tam bant genişliği dalga formlarını elde etmek için DSP ile birlikte SDA14 platformunu uyguladı.

Özet

ARU'lar, güçlü sinyal işleme ve veri yakalama sayesinde su altı akustiğinin izlenmesinde büyük gelişmeler sunar. Gürültünün kalitesi, uygulanan dijital ve analog sistemler nedeniyle biraz sınırlıdır. Şu anda bu sistem domuz balıklarında en iyi şekilde çalışmaktadır, ancak oldukça çok yönlüdür ve yunuslar ve balinalar gibi diğer memelilere hala uygulanabilir.[1]

Lehte ve aleyhte olanlar

Artıları

  • İnsan gözlemcilerle karşılaştırıldığında, ARU'lar bölgedeki hayvan türlerini algılamada çok daha başarılıdır.
  • ARU'nun kalıcı kaydı, birden fazla dinleyici sese erişebildiğinden ve bir fikir birliğine varabildiğinden önyargıyı iptal eder
    • Ayrıca, belirli hayvanların tespit edilmesinin arkasındaki kalıpların anlaşılmasına da izin verebilir
    • Daha nadir türlerin tanımlanmasını doğrulayabilir
    • Yıllar içinde türlerin seslendirilmesindeki değişiklikleri ve hangi olası nedenlerle tanımlamak için kullanılabilir
  • Genel olarak belirlemek için iyi insan kaynaklı türlerin vokallerinde rahatsızlıklar ve dağıtımlar mesai
  • Kurulum ve sökme işlemleri, insanların olay yerinde olması için gereken toplam süreyi azaltarak dakikalar içinde yapılır.
  • Daha rastgele sesleri olan türleri izleyebilir
  • ARU'lar, belirli türlere bir göz atmaya izin vererek, programlamaları aracılığıyla kayıt için zaman ayarlayabilir.[3]

Eksileri

  • Depolama hızla dolabilir ve deşifre edilmesi ve bakımı zor olan büyük bir küme verisi haline gelebilir.
  • Kayıtları gözden geçirmek zaman alıcıdır
  • Bir kayıt hatası, verileri kaybedebilir.
  • ARU'lar pahalıdır ve pilleri değiştirmek ve mikrofonları korumak için sık sık kontrol gerektirir.
  • Geniş bir alanı kapsamak için, menzilleri sınırlı olduğu için birden fazla ARU gereklidir.[3]

Mevcut ve gelecekteki uygulamalar

ARU'ların üç ana işlevi, bir ekosistemdeki hareketi, biyolojiyi ve hayvan iletişimini izlemeyi içerir. Nispeten sık kontrollerle ARU'lar her zaman izleyebilir ve örneğin baharda baykuşları ve daha sonraki bir mevsimde amfibileri ölçebilir. Bazı hayvanların bir ekosistemde ne zaman yaşadığını ve diğer hayvanların ne zaman onların yerini alacağını belirleyebilirler.

Gelecekteki biyoakustik izleme, ses alanlarının izlenmesine ve habitatların haritalanmasına geçebilir. Veri işleme, ses manzarası değişikliklerini bulmak için habitat izleme için farklı kaynaklardan sesler toplayabilir. Sesin fiziksel nitelikleri artık akustik hayvan ekosistemlerini de tanımlayabilir. Örneğin göçlerin tespiti buradan bulunabilir. Bir sonraki adım, akustik indekslerin belirli sesler için oyunda olan türler için çözülmesidir.

Hayvanların vokallerini kaydetmek, bir ARU için faydalıdır çünkü bunlar tecavüze uğramazlar ve hayvan hareketleri ve habitat kalıpları hakkındaki bilgileri tutabilirler. Bir topluluk içindeki yerelleştirme, hayvanların yoğunluğu ve geri dönüş oranları hakkında veri toplayabilir. Yerelleştirme, daha küçük, daha zor hayvanları izlemede uzmanlaşmıştır.

ARU'nun seslendirmeleri tespit etme yeteneği, araştırmacıların ses davranışının yerel ekosistemler üzerindeki etkilerini incelemelerine yardımcı olur. Hayvanlara eklenebilen daha yeni ARU'lar, kasıtlı olmayan gürültülerden kasıtlı gürültüleri deşifre ederek daha az aykırı veriye izin verir.[3]

Referanslar

  1. ^ a b c d Lepper, P. A .; Simon, L .; Dufrechou, L. (Eylül 2016). "Eşzamanlı uzun süreli ortam gürültüsü ve deniz memelisi izleme için otonom kayıt sistemi". OKYANUSLAR 2016 MTS / IEEE Monterey: 1–5. doi:10.1109 / OKYANUS.2016.7761467. ISBN  978-1-5090-1537-5. S2CID  28656898.
  2. ^ Zora, Marco; Buscaino, Giuseppa; Buscaino, Carmelo; D’Anca, Fabio; Mazzola, Salvatore (2011-01-01). "Sığ Deniz Sularında Akustik Sinyal İzleme: Bilimsel Veri Toplama için Teknolojik İlerleme". Procedia Dünya ve Gezegen Bilimi. Sığ Deniz ve Tatlı Su Sistemlerinde Araştırma 2. Uluslararası Çalıştayı. 4: 80–92. Bibcode:2011PrEPS ... 4 ... 80Z. doi:10.1016 / j.proeps.2011.11.009. ISSN  1878-5220.
  3. ^ a b c d Shonfield, Julia; Bayne, Erin (2017/05/26). "Kuş ekolojik araştırmalarında otonom kayıt birimleri: mevcut kullanım ve gelecekteki uygulamalar". Kuşların Korunması ve Ekoloji. 12 (1). doi:10.5751 / ACE-00974-120114. ISSN  1712-6568.
  4. ^ C. Pérez-Granados, D. Bustillo-de la Rosa, J. Gómez-Catasús, A. Barrero, I. Abril-Colón & J. Traba (Ekim 2018). "Nadir ve Düzensiz Dağıtılmış Dupont's Lark Chersophilus duponti'nin İzlenmesi için Etkili Araç Olarak Otonom Kayıt Birimleri". Araştırma kapısı.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)

Dış bağlantılar