اصول استفاده از الگوی خفاش

مجله انجمن آکوستیک آمریکا 135 ، 513 (2014) ؛https://doi. org/10. 1121/1. 4829661

• الف) نویسنده ای که باید به آنها رسیدگی شود. همچنین در: Ctr. برای مهندسی زیست پزشکی ، دانشگاه براون ، Providence ، RI 02912. نامه الکترونیکی: [ایمیل محافظت شده]

• جیسون ا. گودت
• لورا ن. کلوپپر
• میشلا وارنک
• جیمز ا. سیمونز

190

نمایش

خلاصه

اندازه گیری الگوهای پرتو انتقال ساطع شده توسط خفاش های اکول سیستم قبلاً به هواپیماهای مقطعی محدود شده یا به طور متوسط بیش از چندین سیگنال با استفاده از آرایه های میکروفون پراکنده انجام شده است. تا به امروز ، هیچ اندازه گیری با وضوح بالا از پرتوهای انتقال خفاش انفرادی در ادبیات گزارش نشده است. مطالعات اخیر نشان می دهد که خفاش ها ممکن است بسته به کار ، ساختار فرکانس زمان تماس های خود را تغییر دهند و نشان می دهند که الگوهای پرتو آنها پویاتر از آنچه قبلاً تصور می شد ، پویاتر است. برای بررسی دینامیک الگوی پرتو در انواع گونه های خفاش ، یک آرایه میکروفون قابل تنظیم با چگالی بالا با استفاده از میکروفنهای اولتراسونیک کم هزینه و مدار الکترونیکی سفارشی طراحی و ساخته شد. آرایه مسطح 1. 83 متر عرض 1. 42 متر طول با میکروفون هایی که در یک شبکه مربع 2. 54 سانتی متر قرار دارند. این سیستم می تواند تا 228 کانال را همزمان با نرخ نمونه برداری 500 کیلوهرتز ضبط کند. الگوهای پرتو در آزیموت ، ارتفاع و فرکانس برای تجسم و تجزیه و تحلیل بیشتر بازسازی می شوند. اعتبار سنجی سیستم اندازه گیری آرایه و توابع پس از پردازش با بازسازی الگوی پرتو یک مبدل با دیافراگم دایره ای ثابت و مقایسه نتیجه با یک مدل نظری نشان داده شده است. برای نشان دادن سیستم مورد استفاده ، انتقال الگوهای پرتو خفاش بزرگ قهوه ای ، Eptesicus fuscus ، نشان داده شده است.

تصدیق

نویسندگان از للند جکسون (U. Rhode Island) بخاطر بحث های جالب در مورد مدل سازی آرما و جان باک (U. Mass. ، Dartmouth) برای پیشنهادات مفید در مورد بازسازی الگوی پرتو تشکر می کنند. این کار با بودجه سرمایه گذاری داخلی از مرکز جنگ نیروی دریایی زیر دریایی ، بخش نیوپورت ، RI ، شماره کمک مالی N00014-09-1-0691 و NSF Grant No. DBI-1202833 پشتیبانی شد.

منابع

بخش:

1. 1. G. Neuweiler ، زیست شناسی خفاش ها (انتشارات دانشگاه آکسفورد ، نیویورک ، 2000) ، ص. 320. Google Scholar
2. 2. R. Müller ، "تجزیه و تحلیل عددی مکانیسم ها و استراتژی های پرتوهای زیستی در خفاش ها ،" J. Acoust. SOC. صبح. 128 ، 1414 - 1425 (2010). https://doi. org/10. 1121/1. 3365246 ، Google Scholar Scitation
3. 3. D. Griffin ، گوش دادن در تاریکی ، جهت گیری آکوستیک خفاش ها و مردان (انتشارات دانشگاه کرنل ، لندن ، 1958) ، ص. 415. Google Scholar
4. 4. J. A. Simmons ، "الگوهای تابش آکوستیک برای خفاش های اکولوژیکر chilonycteris rubiginosa و eptesicus fuscus ،" J. Acoust. SOC. صبح. 46 ، 1054 - 1056 (1969). https://doi. org/10. 1121/1. 1911804 ، Google Scholar Scitation ، ISI
5. 5. D. Hartley و R. Suthers ، "الگوی انتشار صدا از خفاش اکولاکت ، Eptesicus fuscus" ، J. Acoust. SOC. صبح. 85 ، 1348 - 1351 (1989). https://doi. org/10. 1121/1. 397466 ، Google Scholar Scitation ، ISI
6. 6. K. Ghose و C. Moss ، "الگوی پرتو سونار از یک خفاش پرواز در حالی که حشرات متصل را ردیابی می کند ،" J. Acoust. SOC. صبح. 114 ، 1120 - 1131 (2003). https://doi. org/10. 1121/1. 1589754 ، Google Scholar Scitation ، ISI
7. 7. K. Ghose ، C. Moss ، and T. Horiuchi ، "پرواز خفاش های قهوه ای بزرگ با دو لوب در هواپیمای عمودی ، پرتو ساطع می کنند ،" J. Acoust. SOC. صبح. 122 ، 3717 - 3724 (2007). https://doi. org/10. 1121/1. 2799491 ، Google Scholar Scitation
8. 8. A. Surlykke ، S. Boel Pedersen ، and L. Jakobsen ، "خفاش های اکولوژیک یک پرتوی صدا سونار بسیار جهت دار در این زمینه منتشر می کنند ،" Proc. R. Soc. لندن ، سر. B 276 ، 853 - 860 (2009). https://doi. org/10. 1098/rspb. 2008. 1505 ، Google Scholar Crossref
9. 9. Y. Yovel ، B. Falk ، C. F. Moss ، and N. Ulanovsky ، "محلی سازی بهینه با اشاره به محور ،" Science 327 ، 701 - 704 (2010). https://doi. org/10. 1126/science. 1183310 ، Google Scholar Crossref
10. 10. N. Matsuta ، S. Hiryu ، E. Fujioka ، Y. Yamada ، H. Riquimaroux ، and Y. Watanabe ، "کنترل گسترده پرتوهای سازگار با صدای اکولاکت توسط خفاش های CF-FM ، رینولوفوس Ferrumequinum Nippon ، در طول پیش تنظیمپرواز ، "J. Exp. بیول216 ، 1210 - 1218 (2013). https://doi. org/10. 1242/jeb. 081398 ، Google Scholar Crossref
11. 11. L. Jakobsen ، J. M. Ratcliffe ، and A. Surlykke ، "میدان صوتی همگرایی در خفاش های اکولوژیک" ، طبیعت 493 ، 93 - 96 (2014). Google Scholar Crossref
12. 12. L. Jakobsen ، S. Brinkløv ، and A. Surlykke ، "شدت و جهت گیری سیگنال های تکرار خفاش" ، جلو. فیزیول. 4 ، ماده شماره 89 ، 1 - 9 (2013). Google Scholar Crossref
13. 13. L. Jakobsen و A. Surlykke ، "خفاش های vespertilionid ، عرض پرتوی صدای بیوسونار خود را به صورت پویا در هنگام تعقیب طعمه کنترل می کنند ،" Proc. ناتلACADعلمیایالات متحده آمریکا 107 ، 13930 - 13935 (2010). https://doi. org/10. 1073/pnas. 100666307 ، Google Scholar Crossref
14. 14. L. Jakobsen ، E. K. V. Kalko ، and A. Surlykke ، "شکل پرتوهای اکولوژ در خفاش های Emballonurid ، Saccopteryx bilineata و Cormura brevirostris ،" رفتار. ECOLSociobiol. 66 ، 1493 - 1502 (2012). https://doi. org/10. 1007/s00265-012-1404-6 ، Google Scholar Crossref
15. 15. A. Surlykke ، L. Jakobsen ، E. K. V. Kalko ، and R. A. Page ، "شدت و جهت گیری و جهت گیری خفاش های حاشیه ای و پرواز ، Trachops Cirrhosus (Phyllostomidae)" ، جلو. فیزیول. 4 ، ماده شماره 143 ، 1 - 9 (2013). Google Scholar Crossref
16. 16. R. Müller ، "یک مطالعه عددی از نقش Tragus در خفاش Big Brown ،" J. Acoust. SOC. صبح. 116 ، 3701 - 3712 (2004). https://doi. org/10. 1121/1. 1815133 ، Google Scholar Scitation ، ISI
17. 17. R. Müller and J. C. T. Hallam ، "دانش معدن برای شکل های آنتن هوشمند بیومیمی ،" Rob. Autom. syst50 ، 131 - 145 (2005). https://doi. org/10. 1016/j. robot. 2004. 09. 013 ، Google Scholar Crossref
18. 18. D. Vanderelst ، F. de Mey ، H. Peremans ، I. Geipel ، E. Kalko و U. Firzlaff ، "کاری که برای خفاش های FM انجام می دهد بستگی به میزان تخصص حسی آنها دارد ،" PLOS ONE 5 ، E11893 (2010). https://doi. org/10. 1371/joual. pone. 0011893 ، Google Scholar Crossref
19. 19. D. Vanderelst ، J. Reijniers ، J. Steckel و H. Peremans ، "اطلاعات حاصل از پینا در حال حرکت Rhinolophus Rouxi: تنظیم مورفولوژی در هارمونیک های مختلف ،" PLOS ONE 6 ، E20627 (2011). https://doi. org/10. 1371/joual. pone. 0020627 ، Google Scholar Crossref
20. 20. D. Vanderelst ، R. Jonas ، and P. Herbert ، "The Furrows of Rhinolophidae دوباره مورد بررسی قرار گرفت ،" J. R. Soc. رابط 9 ، 1100 - 1103 (2012). https://doi. org/10. 1098/rsif. 2011. 0812 ، Google Scholar Crossref
21. 21. فیزیول. 4 ، 1 - 8 (2013). Google Scholar Crossref
22. 22. پ. SOC. صبح. 124 ، 3324 - 3332 (2008). https://doi. org/10. 1121/1. 2980453 ، Google Scholar Scitation ، ISI
23. 23. L. N. Kloepper ، P. E. Nachtigall ، M. J. Donahue ، and M. Breese ، "پرتو اکولاکت فعال با تمرکز در نهنگ قاتل کاذب ، Pseudorca Crassidens ،" J. Exp. بیول215 ، 1306 - 1312 (2012). https://doi. org/10. 1242/jeb. 066605 ، Google Scholar Crossref ، ISI
24. 24. دلفین ها ، "J. Acoust. SOC. صبح. 126 ، 959 - 962 (2009). https://doi. org/10. 1121/1. 3184536 ، Google Scholar Scitation
25. 25. J. W. Shaffer ، D. Moretti ، S. Jarvis ، P. Tyack ، and M. Johnson ، "الگوی پرتو مؤثر نهنگ منقار Blainville (Mesoplodon Densirostris) و پیامدهای نظارت بر آکوستیک منفعل ،" J. Acoust. SOC. صبح. 133 ، 1770 - 1784 (2013). https://doi. org/10. 1121/1. 4776177 ، Google Scholar Scitation ، ISI
26. 26. W. Au and J. Simmons ، "اکول سازی در دلفین ها و خفاش ها" ، فیزیک. امروز 60 ، 40 - 45 (2007). https://doi. org/10. 1063/1. 2784683 ، Google Scholar Crossref
27. 27. M. Gillette و H. Silverman ، "یک الگوریتم خطی بسته برای محلی سازی منبع از اختلاف زمان ورود ،" فرآیند سیگنال IEEE. کاهنده15 ، 1 - 4 (2008). https://doi. org/10. 1109/lsp. 2007. 910324 ، Google Scholar Crossref
28. 28. O. Akay و G. Boudreaux-Bartels ، "حل و فصل کسری و همبستگی از طریق روش های اپراتور و کاربردی برای تشخیص سیگنال های FM خطی ،" IEEE Trans. روند سیگنال. 49 ، 979 - 993 (2001). https://doi. org/10. 1109/78. 917802 ، Google Scholar Crossref
29. 29. J. Dicecco ، J. E. Gaudette ، and J. A. Simmons ، "جدایی چند جزء و تجزیه و تحلیل تماس های مداخله خفاش ،" J. Acoust. SOC. صبح. 133 ، 538 - 546 (2013). https://doi. org/10. 1121/1. 4768877 ، Google Scholar Scitation
30. 30. L. B. جکسون ، فیلترهای دیجیتال و پردازش سیگنال با تمرینات MATLAB ، چاپ 3.(Klewer Academic ، Norwell ، MA ، 1995) ، صص 323 - 372. گوگل دانشکده
31. 31. ANSI S1. 26-1995 (R2009): روش محاسبه جذب صدا توسط جو (موسسه استاندارد ملی آمریکا ، نیویورک ، 2009). گوگل دانشکده
32. 32. W. I. Futterman ، "امواج بدن پراکنده" ، J. Geophys. res67 ، 5279 - 5291 ، doi: https://doi. org/10. 1029/jz067i013p05279 (1962). Google Scholar Crossref ، ISI
33. 33. T. Bobach and G. Umlauf ، "مفاهیم همسایه طبیعی در درون یابی داده های پراکنده و تقریب عملکرد گسسته" ، در مجموعه مقالات تجسم مجموعه داده های بزرگ و بدون ساختار (2007) ، صص 23- 35. گوگل دانشکده
34. 34. J. A. Simmons ، M. B. Fenton ، W. R. Ferguson ، M. Jutting ، and J. Palin ، دستگاه تحقیق در مورد سیگنال های اولتراسونیک حیوانات (موزه رویال انتاریو ، تورنتو ، 1979) ، ص. 10. Google Scholar
35. 35. L. B. Jackson ، "روش فرکانس دامنه استیگلیتز-mcbride برای حداقل مربعات طراحی فیلتر IIR ، مدل سازی ARMA و هموار سازی پریودوگرام ،" فرآیند سیگنال IEEE. کاهنده15 ، 49 - 52 (2008). https://doi. org/10. 1109/lsp. 2007. 910320 ، Google Scholar Crossref
36. 36. S. Brinkløv ، E. K. V. Kalko ، and A. Surlykke ، "تماس های اکولوژ شدید از دو خفاش" زمزمه "، artibeus jamaicensis و macrophyllum macrophyllum (Phyllostomidae)" ، J. Exp. بیول212 ، 11 - 20 (2009). https://doi. org/10. 1242/jeb. 023226 ، Google Scholar Crossref
37. 37. https://doi. org/10. 1371/joual. pone. 0002036 ، Google Scholar Crossref ، ISI
38. 38. R. Urick ، اصول صدای زیر آب ، چاپ 3.(مک گرا هیل ، نیویورک ، 1983) ، ص. 43. Google Scholar < Span> 35. L. B. Jackson ، "روش فرکانس دامنه استیگلیتز-مکبرید برای حداقل مربعات طراحی فیلتر IIR ، مدل سازی ARMA و هموار سازی پریودوگرام ،" فرآیند سیگنال IEEE. کاهنده15 ، 49 - 52 (2008). https://doi. org/10. 1109/lsp. 2007. 910320 ، Google Scholar Crossref