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贻贝传感器为新的环境监测工具铺平道路

2021-08-18 来源:四川农业机械网

贻贝传感器为新的环境监测工具铺平道路

北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经设计并演示了一种新系统,该系统可以远程监视淡水贻贝的行为。该系统可用于警告研究人员水生生态系统中有毒物质的存在。

“当贻贝觅食时,它们会打开壳;但是,如果水中有有害物质,它们可能会立即立即关闭它们的壳,”该工作论文的共同作者,加利福尼亚大学流行病学教授杰伊·莱文(Jay Levine)说中国化工网okmart.com。 NC状态。“

自1950年代以来,人们一直试图找到方法来测量贻贝或牡蛎打开和关闭贝壳的程度,但是挑战仍然很多。我们需要一些允许动物移动的东西,可以将它们放在溪流中并收集数据-现在我们有了它。”

该论文的通讯作者,北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程学教授阿尔珀·博兹库特(Alper Bozkurt)说:“我们基本上已经设计了一种定制的Fitbit来跟踪贻贝的活动。”

该研究的基本思想源于这样的事实,即贻贝的进食行为通常是异步的-这不是协调的事情。因此,如果一堆贻贝立即关闭它们的壳,那可能是一个警告,提示水中有些有害物质。

研究人员已经在使用这种新的传感器系统做的事情之一就是监视贻贝的行为,以确定是否存在无害的情况,在这种情况下,贻贝可以全部同时关闭其外壳。

莱文说:“把它当作煤矿中的金丝雀,只是我们可以检测到毒素的存在而不必等待贻贝死亡。” “同时,它将帮助我们了解贻贝的行为并监测其自身的健康,这可以使我们深入了解各种环境因素如何影响贻贝的健康。鉴于许多淡水贻贝物种受到威胁或濒临灭绝,这一点很重要。 。”

“为了最小化成本,我们用来制造原型传感器系统的所有组件都可以在市场上买到-我们只是以一种以前没有人使用过的方式使用这些技术,” Bozkurt说。

具体来说,系统在每个贻贝上使用两个惯性测量单元(IMU)。每个IMU都包括一个磁力计和一个加速度计,就像智能??手机中用来检测您何时移动手机的加速度计一样。一个IMU固定在贻贝的顶部外壳上,另一个IMU固定在贻贝的底部外壳上。这使研究人员可以比较半壳相对于彼此的运动。换句话说,这使研究人员能够知道贻贝是否正在关闭壳,而不是贻贝在强流作用下在水中翻滚。

IMU的导线设计为可连接到数据采集系统,该系统将安装在水道的桩上。当置于自然环境中时,数据采集系统由太阳能电池供电,并通过蜂窝网络无线传输来自传感器的数据。当前的原型系统已连接了四个贻贝,但可以处理数十个贻贝。

研究人员在实验室鱼缸中对活贻贝进行了250多个小时的测试,发现传感器异常精确-将贻贝的壳开口角度测量在小于1度的范围内。

Bozkurt说:“您绝对可以确定何时关闭,何时打开以及打开多少。”

博兹库特说:“我们的目标是建立一个贻贝网络,并监视其个体和集体行为。” “这最终将使我们能够将它们用作环境传感器或哨兵。”

研究人员现在正在继续进行测试,以更好地了解系统的稳定性。例如,在现实条件下,它在实际使用中可持续使用多长时间?该小组计划尽快开始现场测试。

莱文说:“除了探索其作为环境监测器的有效性外,我们对这项技术还可以帮助我们了解贻贝本身的新事物感到乐观。” “是什么促使它们进行过滤和喂养?它们的行为会随着温度的变化而变化吗?虽然我们对这些动物了解很多,但也有很多我们不知道。传感器为我们提供了建立基线的机会并根据环境变化监测其壳运动。”