Labirint.ru - ваш проводник по лабиринту книг
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -ГлавнаяОб АльманахеРецензентыАрхив телеконференций- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Сборники АльманахаДругие сборникиНаучные труды- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Образец оформленияИнформационное письмоО проведении телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Материалы I телеконференцииМатериалы II телеконференцииМатериалы III телеконференцииМатериалы IV телеконференцииМатериалы V телеконференцииМатериалы VI телеконференцииМатериалы VII телеконференцииМатериалы VIII телеконференцииМатериалы IX телеконференцииМатериалы Х телеконференцииМатериалы XI телеконференцииМатериалы XII телеконференцииМатериалы XIII телеконференцииУчастники XIII телеконференцииМатериалы XIV телеконференцииУчастники XIV телеконференцииЮбилейная XV Телеконференция Октябрь 2014Участники Юбилейной XV Телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Конференция СМПиЧ-2015Участники СМПиЧ-2015- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -КонтактыФорум
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Поиск по сайту

Последние статьи

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ЛИМФОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ ИКСОДОВЫМ КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ ВЛИЯНИЕ ВИРУСНОИ ИНФЕКЦИИ КЛЕЩЕВЫМ ЭНЦЕФАЛИТОМ НА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ И ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДИКТОРЫ БОЛЕЗНИ РОЛЬ ГЕНА GSTM1 В ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ КЛЕТОК КРОВИ и ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ СПЕРМАТОЗОИДОВ ПРИ ГРАНУЛОЦИТАРНОМ АНАПЛАЗМОЗЕ ЧЕЛОВЕКА ГЕНЕТИЧЕСКИИ ПОЛИМОРФИЗМ И ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ Т- ЛИМФОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ АРТРИТОМ, АССОЦИИРОВАННЫМ В КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ КЛИНИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИКСОДОВОГО ВЕСЕННЕ-ЛЕТНЕГО КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫИ СТАТУС И АДАПТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗМА ПЕРВОКЛАССНИКОВ ШКОЛ г. НЕФТЕЮГАНСКА ТЮМЕНСКОИ ОБЛАСТИ Материалы трудов участников 14-ой международной выездной конференции русскоязычных ученых в Китае (Sanya, Haynan Island) "Современный мир, природа и человек", том 8, №3. ПРОЛИФЕРАТИВНЫЕ И АПОПТОТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЛИМФОЦИТАХ КРОВИ БОЛЬНЫХ ИКСОДОВЫМ КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ В ПРОЦЕССЕ СТИМУЛЯЦИИ АНТИГЕНОМ БОРРЕЛИИ THE ANALYSIS OF SOME INDICES OF IMMUNERESPONSE, DNA REPAIR, AND MICRONUCLEI CONTENT IN CELLS FROM TICK-BORNE ENCEPHALITIS PATIENTS КОМПЬЮТЕРНЫИ СПЕКТРАЛЬНЫИ МОРФОМЕТРИЧЕСКИИ АНАЛИЗ МОНОНУКЛЕАРНЫХ КЛЕТОК ПЕРИФЕРИЧЕСКОИ КРОВИ У БОЛЬНЫХ ИКСОДОВЫМ КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ И ГРАНУЛОЦИТАРНЫМ ЭРЛИХИОЗОМ ЧЕЛОВЕКА

Полезная информация

 
 

СООТНОШЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОЛОСА И СЛУХА ПТИЦ

Печать E-mail
Автор Силаева О.Л., Золотарёв С.С.   
16.10.2013 г.
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (г. Москва)
 

Практика использования средств управления поведением птиц, основанных на акустических сигналах в области защиты от биоповреждений, наносимых птицами, показала свою эффективность и доступность. Этот метод экологичен, не наносит вреда птицам и основан на реальных природных ситуациях. Он особенно актуален при управлении поведением птиц на аэродромах и авиабазах. В настоящее время этот метод развивается, так например, биоакустическая установка вошла в состав современного репеллентного комплекса нового поколения «Универсал-Акустик».
Птицы, повреждающие технику и другие объекты человеческой деятельности, относятся к разным таксономическим группам, которые обладают соответственно разными способностями восприятия и воспроизведения звука. Важной задачей является создание общей универсальной системы управления поведением разных видов птиц, встречающихся на аэродромах и других защищаемых от птиц объектов. Нужны такие управляющие сигналы-стимулы, которые будут адекватно восприняты разными видами птиц, то есть птица также как в природных условиях, будет реагировать бегством на воспроизводимый сигнал, и этот сигнал станет для неё важным маркёром опасной для жизни ситуации. Предполагается, что частотные диапазоны слухового восприятия птиц должны соответствовать таковым в используемых сигналах. Биоакустические устройства используются на объектах большой протяжённости, поэтому для эффективного действия сигнала важно учитывать не только частотные диапазоны, но и уровень звукового давления сигнала, который должен быть максимальным, учитывая при этом санитарные нормы для персонала, работающего на данном объекте. Следует, однако, отметить, что узнаваемость сигнала птицей и разные формы реакций на него могут происходить на гораздо больших расстояниях от акустического излучателя, чем было запланировано исследователями. 
Таким образом, для создания биоакустических устройств отпугивания птиц важно выяснить взаимодействие слуха и голоса птиц, т.е. оптимальной чувствительности слуха (ОЧС) и пиковых частотных значений голосовых сигналов, в качестве которых выступают частота основного тона (ЧОТ ) и локальные максимумы (ЛМ ). При расчётах оптимальных параметров необходимо принимать во внимание маскирующее действие шумов на соответствующем объекте, уровень которых на взлётно-посадочных полосах аэродрома, например, достаточно высок. Так, интенсивность воспринимаемого птицей сигнала частотой в 2000 – 3000 Гц должна превышать уровень шума окружающей среды на 25-30 дБ [1].
С помощью программ «Электронное ухо», «MultiInstrument», «Sound Foundry Sound Forge 6.0» и «Speech Analyzer 3.1» проведён анализ сигналов некоторых представителей Гусеобразных, Соколообразных, Ржанкообразных, Совообразных и Воробьинообразных. 
Изначально программа «Электронное ухо» была предназначена для исследования речевого сигнала. В лаборатории экологии и управления поведением птиц ИПЭЭ РАН с конца 90-ых годов начали успешно использовать эту программу для анализа речеподобных и видовых сигналов животных, так как анализ с помощью других упомянутых программ не давал полной картины характеристик исследуемого сигнала. В других программах и в том числе упомянутых выше, анализ проводится с помощью так называемых "окон", которые имеют разные формы и носят имена их создателей. Для анализа выделяется окно в 20 мс, в которое помещается некоторое количество отсчётов сигнала. Окна (различные весовые функции) Хэмминга, Уэлча, Ханнинга и др. используются для сглаживания краевых эффектов. Но, тем не менее, при таком анализе получается, что данные из середины окна значительно преобладают над таковыми его краев. Исследования тоновых сигналов показали, что имеются большие различия между двумя соседними периодами ОТ. Поэтому научно-исследовательским центром распознавания образов (руководитель - к.т.н. А.Н. Вараксин) был предложен и реализован метод более тонкого структурного анализа синхронно с ОТ. Этот метод, хотя и упоминался как желательный в работах Р.К. Потаповой [2], но не был реализован. 
Наибольший акцент при выборе сигналов птиц был сделан на видах, для которых характерна биоповреждающая деятельность. Определялась частота квазипериодов ОТ, т.е. ЧОТ и ЛМ сигнала. Данные по оптимальной частоте слуха (ОЧС) и диапазону слухового восприятия (ДСВ), представленные в рисунке 1, взяты из литературных источников; пороговая чувствительность слуха определялась с помощью электрофизиологической и условно-рефлекторной методик (цитировано: по [1, 3, 4]). 
 
 
Image
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1. Соотношение основных слуховых и голосовых характеристик некоторых видов птиц.
С точки зрения дальности распространения сигнала и чувствительности слуха наиболее оптимальными частотными областями сигнала являются ЧОТ и частоты ЛМ, ближайшие к ЧОТ. Энергоёмкость ЧОТ такова что, её звуковое давление будет соизмеримо со звуковым давлением более высоких по частоте ЛМ, несмотря на её более низкий амплитудный уровень. Таким образом, даже при низкой интенсивности ЧОТ является доминантной и наиболее интенсивной пиковой частотой сигнала птицы. Показателем, определяющим радиус действия биоакустической установки, является уровень звукового давления в удалённой точке. Известно, что интенсивность затухания звука происходит в прямо пропорциональной квадратичной зависимости от частоты. Таким образом, можно рассчитать коэффициент поглощения звука – для средних частот от 1000 до 8000 Гц при нормальном атмосферном давлении и температуре 18 – 200 Цельсия звуковое давление падает приблизительно на 10-20 дБ через каждые 100 метров. Требование к величине этого давления сформировано в соответствие с абсолютной чувствительностью слуха птицы (от 0 до 10 дБ) и должно быть на 10 дБ выше значения уровня природных и техногенных фоновых шумов на данном объекте [5]. Таким образом, ЧОТ и наиболее значимые ЛМ должны находиться в пределах частотного диапазона сигналов, воспроизводимых биоакустической установкой, т.е. по крайней мере, от 200 до 12000 Гц. При этом оптимальная частота слуха большинства видов находится в пределах 1000-2000 Гц, за исключением сов.
Из рисунка 1 видно, что ЧОТ голоса всех исследованных видов проходит ниже ОЧС, а также в пределах слышимого диапазона на уровне 300-1700 Гц. Исключение составляет серая ворона, ЧОТ голоса которой выходит за пределы нижнего порога слухового восприятия. ЛМ всех исследованных видов за исключением чёрного стрижа укладываются в пределы ДСВ. Оба ЛМ голоса этого вида выходят за пределы верхнего порога ДСВ. Это говорит о том, что у серой вороны и чёрного дрозда границы ДСВ шире. Известно, что частотный диапазон голосов птиц довольно широкий и верхняя граница спектра в 12000 -13000 Гц не является пределом для некоторых видов. Кроме того, предполагается наличие дополнительного слухового спектра, верхние частоты которого доходят до 50000 Гц.
Расстояние между ЛМ у птиц примерно 1600 Гц с широким диапазоном от 200 до 4500 в зависимости от вида и характера сигнала. 
Приведём краткие характеристики исследованных сигналов по видам. В низкочастотном тонально-шумовом сигнале кряквы квазипериоды ОТ хорошо просматриваются, чётко видны ЛМ. ЧОТ имеет очень высокую интенсивность, в некоторых периодах превосходящую таковую первого ЛМ; второй ЛМ ниже по амплитуде. Кроме максимумов, отмеченных в рис. 1, есть ещё ЛМ, который наблюдается на частотах от 6500 до 7000 Гц на протяжении 15-16 периодов ОТ одного импульса сигнала. ЧОТ коротких импульсов чирка-трескунка имеет очень низкую интенсивность. Однако даже при низкой интенсивности ЧОТ является доминантной и наиболее интенсивной пиковой частотой сигнала. Первый ЛМ несколько выше по амплитуде, чем ЧОТ, наиболее интенсивный – второй ЛМ. Энергетические максимумы в разных участках импульсов сигнала не сильно варьируют. Тонально-шумовой сигнал озёрной чайки с трудом поддаётся делению на периоды. ЧОТ низко интенсивная; наиболее выражен по амплитуде первый ЛМ, второй высокочастотный ЛМ виден не во всех периодах. Сильно модулированный тонально-шумовой сигнал сизой чайки по структуре сходен с таковым озёрной чайки, но оба ЛМ имеют примерно равную амплитуду. Сигнал серебристой чайки также как другие крики исследованных чаек имеет невысокую по амплитуде ЧОТ. Кроме двух примерно одинаковых по интенсивности смежных ЛМ, имеется ещё один высокочастотный. В высокочастотном монотонном тональном сигнале слётка ушастой совы периоды ОТ хорошо выявляются. Все пиковые частотные значения имеют примерно одинаковую интенсивность. В территориальном сигнале самца («уханье») ЧОТ значительно ниже – в среднем 345 Гц, имеется только один чётко выраженный ЛМ на частоте в 690 Гц. В тональном сигнале канюка хорошо просматривается только первый ЛМ, второй гораздо менее стабилен. ЧОТ имеет низкую интенсивность. В тональном сигнале обыкновенной пустельги периоды легко выявляются, ЧОТ низко интенсивна. В начале импульсов наблюдается чёткое чередование частот ОТ с соответствующим сдвигом ЛМ. В середине импульса ЧОТ возрастает до 1730 кГц. Второй ЛМ по интенсивности чётче выражен. Параметры тонального сигнала лугового луня сходны с таковыми пустельги. Однако, есть отличие в максимумах – у луня только один широкий ЛМ. В тональном сигнале чибиса - чёткие периоды ОТ с чередованием ЧОТ средней интенсивности. ЧОТ взрослых особей варьирует в разных сигналах в довольно значительных пределах - от 1100 до 1915 Гц. ЧОТ стабильна на протяжении многих квазипериодов. Спектр сигнала не ограничивается двумя ЛМ. Тонально-шумовой сигнал серой вороны имеет низкую ЧОТ со слабой энергетикой и с очень небольшой вариативностью по периодам ОТ. Первый ЛМ стабильный, второй – нечёткий, слабо интенсивный. Просматривается высокочастотный ЛМ на уровне 8000 – 10000 Гц. У грача и галки сходные по параметрам шумовые сигналы с примесью тона, которые с трудом поддаются анализу тонкой структуры. Периоды ОТ выявляются лишь в некоторых импульсах сигнала. Высокочастотный свист чёрного стрижа имеет низкую по амплитуде частоту периодов ОТ с чередованием и только один широкий, интенсивный и стабильный ЛМ. Сигналы певчего и чёрного дроздов очень похожи по структуре и голосовым характеристикам. Имеется один основной ЛМ, энергия которого может распределяться на два в зависимости от периода ОТ, при этом второй значительно меньше по амплитуде. Энергия ЧОТ небольшая. Низко интенсивная ЧОТ в сигнале скворца варьирует, периоды чёткие. Возможно, имеется ещё один смежный ЛМ, энергия максимумов сильно варьирует от периода к периоду. 
При сопоставлении массы тела птицы и ЧОТ её голоса прослеживается обратно пропорциональная зависимость между этими величинами. Исключение составляет канюк, птица довольно крупная с очень высоким голосом. Отсюда следует предположение, что чем больше размер голосового аппарата птицы, тем ниже ЧОТ её голоса. Такая зависимость характерна и для голосовых аппаратов людей. 
В данной статье мы лишь наметили некоторые направления исследований по взаимодействию слуха и голоса птицы. Так, например, мы пока не можем ответить на вопрос, зависит ли расстояние между ЛМ от значения сигнала птицы. Мы исследовали преимущественно негативные сигналы птиц (бедствия, тревоги, беспокойства), и не знаем, характеристик ЛМ и ЧОТ и их соотношений в позитивных сигналах (брачные, кормовые, контактные).
Использованы записи сигналов Б.Н. Вепринцева, И.Д. Никольского, С.К. Рыжова и О.Л. Силаевой. Авторы выражают благодарность к.т.н. А.Н. Вараксину и Д.С. Власову за помощь при работе с программами.
 
Список литературы
1. Dooling R. Avian hearing and avoidance of wind turbines. Maryland: NREL, 2002. - 84 p.
2. Потапова Р.К. Речь: коммуникация, информация, кибернетика. - М.: Радио и связь, 1997. - 528 с.
3. Ильичёв В.Д. Биоакустика птиц. М.: МГУ, 1972. - 286 с.
4. Ильичёв В.Д. Локация птиц. М.: Наука, 1975. - 196 с.
5. Общие авиационные требования к средствам обеспечения вертолётов на судах и приподнятых над водой платформах (ОАТ ГА-90). М., ГА: 1990. - С. 19.
Последнее обновление ( 23.04.2014 г. )
 
« Пред.
 
 
Альманах Научных Открытий. Все права защищены.
Copyright (c) 2008-2024.
Копирование материалов возможно только при наличии активной ссылки на наш сайт.

Warning: require_once(/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php) [function.require-once]: failed to open stream: Нет такого файла или каталога in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99

Fatal error: require_once() [function.require]: Failed opening required '/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php' (include_path='.:/usr/local/zend-5.2/share/pear') in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99