Повышение избирательности биосенсорной системы раннего оповещения при воздействии акустической вибрации

от

А.Н. Греков, Н.А. Греков, К.А. Кузьмин, С.С. Пелюшенко

Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

E-mail: i@angrekov.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-3-68-78 

УДК 57.084                        

EDN: https://elibrary.ru/ijvsyu                                                                                                            

Реферат: 

В работе представлены результаты по исследованию и оценке воздействия акустических и вибрационных сигналов на черноморские двустворчатые мидии, что позволило определить технические характеристики акустических вибродатчиков, необходимых для установки в автоматизированную морскую биосистему раннего оповещения и использовать разработанную методику при обработке сигналов для повышения избирательности отклика на загрязнители.

Описан разработанный метод, заключающийся в том, что после воздействия на колонию мидий различными раздражителями, анализу подвергалось время одновременного закрытия створок всех мидий, зарегистрированное датчиком движения створок в виде монотонно убывающей функции, вернее величина временного интервала, которое определялось между началом движения створок мидий и остановкой движения или их полного закрытия, что позволило исключить градуировку величины раскрытия створок мидий на стадии изготовления и настройки биосенсорной системы, а также контролировать и определять ложные срабатывания или неполное открытие створок отдельных мидии при воздействии на них точечных раздражителей.

Биоиндикация, обладая простотой, позволяет получить информацию о биологических изменениях среды и делать косвенные выводы об особенностях самого фактора. Таким образом, при оценке состояния среды желательно селективно дополнить биологическую систему каналами, измеряющими физико-химические параметры, и каналами для исключения сигналов ложной тревоги, что позволит получать качественные и количественные характеристики морской среды. Приведена структурно-функциональная схема разработанной экспериментальной установки, перечислен ее состав и описана работа.

Ключевые слова: контроль, частоты, реакция створок мидий, загрязнение, обработка сигналов, метод, градуировка, гистограмма, акселерометр.

Для цитирования: Греков А.Н., Греков Н.А., Кузьмин К.А., Пелюшенко С.С. Повышение избирательности биосенсорной системы раннего оповещения при воздействии акустической вибрации // Системы контроля окружающей среды. 2023. Вып. 3 (53). C. 68-78. DOI: 10.33075/2220-5861-2023-3-68-78 

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Roberts L. et al. Sensitivity of the mussel Mytilus edulis to substrate-borne vibration in relation to anthropogenically generated noise // Marine Ecology Progress Series. 2015. Vol. 538. P. 185–195.
  2. Roberts L. et al. Sensitivity of Pagurus bernhardus (L.) to substrate-borne vibration and anthropogenic noise // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2016. Vol. 474. P. 185–194.
  3. Vazzana M., Celi M., Maricchiolo G., Genovese L., Corrias V., Quinci E.M., de Vincenzi G., Maccarrone V., Cammilleri G., Mazzola S., Buscaino G., Filiciotto F. Are mussels able to distinguish underwater sounds? Assessment of the reactions of Mytilus galloprovincialis after exposure to lab-generated acoustic signals // Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 2016. Vol. 201. P. 61–70.
  4. Roberts L., Cheesman S., Breithaupt Th., Elliott M. Sensitivity of the mussel Mytilus edulis to substrate-borne vibration in relation to anthropogenically generated noise // Marine Ecology Progress Series. 2015. Vol. 538. P. 185–195.
  5. Кастелеин Р.А. Влияние вибраций на поведение моллюсков (двустворчатых моллюсков) // Биоакустика. 2008. Vol. 17. P. 74−75.
  6. Hubert Jeroen, Booms Emily, Witbaard Rob, Slabbekoorn Hans. Responsiveness and habituation to repeated sound exposures and pulsetrains in blue mussels // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2022. Vol. 547. P. 151–161.
  7. Hubert Jeroen, Moens Rosalie, Witbaard Rob, Slabbekoorn Hans. Acoustic disturbance in blue mussels: sound-induced valve closure varies with pulse train speed but does not affect phytoplankton clearance rate // ICES Journal of Marine Science. 2022. Vol. 79(9). P. 1–12.
  8. Hubert Jeroen, Booms Emily, Witbaard Rob, Slabbekoorn Hans. Responsiveness and habituation to repeated sound exposures and pulse trains in blue mussels // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2022. Vol. 547. P. 1–10.
  9. Grekov A.N., Kabanov A.A., Vyshkvarkova E.V., Trusevich V.V. Anomaly Detection in Biological Early Warning Systems Using Unsupervised Machine Learning // Sensors. 2023. Vol. 5. P. 26–87.
  10. Grekov A.N., Kuzmin K.A., Mishurov V.Z. Automated Early Warning System for Water Environment Based on Behavioral Reactions of Bivalves // International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2019. P. 1–5.

Loading