【蝗蟲耳膜是微小的頻率分析儀】

明道

【蝗蟲耳膜是微小的頻率分析儀】

 

 

蝗蟲可以激發新的方式處理聲音

蝗蟲具有相似性到人的耳朵或電子麥克風很小的高度集成和小型化的聽證制度。

這是在英國做了詳細的研究，如何在昆蟲檢測和處理聲音的研究人員的結論。

昆蟲的聽證制度，這使得使用納米耳膜辨別之間高和低頻率的聲音，可提供對發展的小的麥克風啟示或處理人類語音系統。

太小，無法容納的高度發達的聽覺系統在一些較大的動物中發現的那種蝗蟲和其他昆蟲。

哺乳動物，例如，第一次捕獲與耳膜的聲音然後放大通過中耳骨振動和最後傳輸這些對耳蝸、 頻率分析儀的作用。

蝗蟲需要區分不同頻率為生存： 低頻率聲音從其他蝗蟲和高頻聲音從蝙蝠這樣的敵人。

但這些昆蟲"做不享受奢侈的這種複雜的、 大的、 生物學上昂貴生成的器具"，說Rob Malkin布里斯托爾大學的是參與該研究。

相反，他們的耳朵都變得更加簡單和所有必要的職能由耳膜。

"迄今為止，這種耳膜行為所指出的蝗蟲只，"他說。

小小的振動

布里斯托爾小組由丹尼爾 · 羅伯特和它用鐳射多普勒測振儀來分析蝗蟲鼓膜如何回應傳入揚聲器產生的聲波。

膜是腎形，並且在其內部表面，表的儲存格 — — 回應機械應力的神經元 — — 相連兩個不同的組中有兩個點。

研究人員在表面的膜，在他們測量微小 picometre (10– 12 m) 面外振動誘導聲波掃描鐳射。

他們發現低頻率的聲音，膜在這兩個組的儲存格機械地興奮的一種振動。

但高頻率的聲音設法激起一組只 — — 意思有效地表現得像"一個基本的、 但效率高，頻率分析儀"，耳膜說 Malkin。

然後，研究人員研究使用專注的離子束軋機的膜的納米結構。

結果表明由低頻率的聲音引起的海浪將旅行完全跨膜，低頻率敏感神經元膜的附加位置。

但高頻波僅行駛一半的距離，在高頻率神經元的連接點處停止。

這證實了蝗蟲是能夠區分高、 低頻率，說 Malkin。離子束也揭示膜有內部充液庭，能抑制根據其頻率的聲音。

能源當地語系化

該小組還發現載于行波的能量密度由由於 56,000 倍和它傳遍耳膜被放大。

這意味著膜的形狀是這樣音響能量是由表面的耳膜收集，然後側重于受體的細胞。

這種能源當地語系化到目前為止只有所指出的蝗蟲，說 Malkin。

然而，團隊的分析表明的過程是非常簡單，很可能同樣的機制可能也存在於哺乳動物的耳朵。

如果是這樣，它將哺乳動物耳的令人興奮的新功能。

事實上，詹姆斯風車在英國斯特拉思克萊德大學認為研究能"提供更複雜的耳朵，像我們這樣的洞察力"。

小小但強硬的麥克風

研究還可能導致麥克風和感應器，是要小得多，並且更簡單，還不那麼脆弱，比現有技術的發展。

"昆蟲是一般抗機械衝擊較大的脊椎動物物種，比更加如此"羅伯特說。

"我們正在使探測器封裝這種功能，並在顯示的蝗蟲和其他昆蟲的耳朵的理想特徵"。

羅恩英里的賓漢頓大學在美國，他並沒有參與的研究，認為蝗蟲的耳朵也能提供用於創建新的信號處理技術的靈感。

"這項研究表明一些依賴頻率的信號處理可以執行有效地通過壓力傳話筒膜片仔細結構聲學設計，"他說。

這種方法已被成功應用在一個相當簡單的昆蟲聽覺系統的事實顯示想法有不少好處。

一個特定的應用程式可能會將複雜波形的語音信號轉換成書面文本。

這項研究發表在皇家社會介面學報.

物理學研究所的成員可以閱讀更多關於奇跡的蝗蟲在 2013 年 11 月出版的物理世界》 雜誌，其中顯示了這些生物的能力，以避免撞到東西如何導致汽車避免碰撞感應器。

這本雜誌是可線上或通過分別下載到你的 iPhone、 iPad 或從App Store或谷歌播放，可用的 Android 設備上的物理世界app。

關於作者

Katia Moskvitch 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fnov%2F12%2Flocust-eardrum-is-a-tiny-frequency-analyser