چگونه دانشمندان صداهای صخره های زیر آب را تجزیه و تحلیل می کنند


هنگامی که یک ماهی صخره ای متولد می شود، بلافاصله به اقیانوس باز پرتاب می شود، جایی که زندگی پر از عدم اطمینان است. اما اگر زنده فرار کند و از لارو به جوان بالغ شود، صخره همیشه آن را برای ادامه چرخه تولیدمثل فرا می خواند.

راه های زیادی وجود دارد که ماهی ها برای بازگشت به صخره می رسند. این جوامع زیر آب، مکان‌های بسیار پر سر و صدایی هستند، مملو از حیوانات دریایی و بی‌مهرگان خوش صدا، و با توجه به اینکه صدا در زیر آب پخش می‌شود، ماهی‌های کوچک می‌توانند گزارش‌های ترافیکی را برای ارزیابی کیفیت صخره‌ها تنظیم کنند. محیط‌هایی که به نظر خوب می‌آیند حیوانات جدید بیشتری را جذب می‌کنند.

صخره های سالم دارای چشم انداز صوتی غنی هستند. «بسیاری از بی مهرگان و ماهی ها صداهای عجیب و غریب و شگفت انگیزی را به دلایل عجیب و غریب تولید می کنند. تیم لامونت، محقق زیست‌شناسی دریایی در دانشگاه اکستر، گفت: وقتی ضبط می‌کنید، تمام این ترقه‌ها، وزوزها، تریل‌ها و تعجب‌ها را می‌شنوید. از سوی دیگر، صخره تخریب شده عمر کمتری دارد و بنابراین بسیار ساکت‌تر است. لامونت گفت: “اگر با بازسازی اکوسیستم سر و کار دارید، ایجاد صخره های مرجانی با صدای خوب واقعاً چیز خوبی است.”

لامونت و همکارانش علاقه مند به مطالعه رابطه بین صداها و زندگی زیر آب هستند. اما این روند به هیچ وجه آسان نیست. برای پاک کردن نویز پس‌زمینه در ضبط‌ها، حاشیه‌نویسی صدا، و برجسته کردن تمام صداهای مختلف، اغلب به لمس انسان نیاز است. و اگرچه تلاش هایی برای خودکار کردن این کار وجود دارد، اما هنوز محدودیت های فنی زیادی وجود دارد.

این امر در همکاری اخیر با شرکت Mars آشکار شد، که به آنها مراجعه کرد و از آنها خواست تا از محیط زیست چشم انداز صوتی برای نظارت بر پیشرفت در بازسازی صخره های خود استفاده کنند. (شرکت غذای شکلات و حیوانات خانگی در حال کار با دانشمندان و جوامع محلی برای بازسازی زیستگاه های مرجانی آسیب دیده در سراسر جهان به عنوان بخشی از یک تلاش بزرگتر برای جبران برخی از اثرات منفی زیست محیطی آن است. مریخ نیز تا حدی بودجه این پروژه تصویر صوتی اخیر را تامین می کند.) پروژه مربوطه مطالعه تلاش این هفته در مجله اکولوژی کاربردی، متوجه شد که از صدای این صخره های اندونزیایی آسیب دیده توسط ماهیگیری مواد منفجره پس از تلاش های بازیابی به خوبی بهبود یافته است.

پنجره ای جدید برای سلامت اکوسیستم

جوامع ساحلی برای غذا و بیشتر به صخره های مرجانی متکی هستند. هنگامی که این سازه ها به دلیل فعالیت های انسانی مانند ماهیگیری دینامیت از هم می پاشند، می توانند تأثیر مخربی بر افرادی بگذارند که برای امرار معاش به آنها وابسته هستند. از آنجایی که این صخره‌ها سرعت بازیابی طبیعی آهسته‌ای دارند، بازیابی مرجان‌هایی که اساس این اکوسیستم‌ها را تشکیل می‌دهند ممکن است ماهی‌ها و دیگر جانداران دریایی را بازگرداند. اما قضاوت در مورد اینکه آیا بازسازی زیستگاه به زمان نیاز دارد یا خیر، همیشه آسان نیست. لامونت می گوید: کاشتن چند مرجان در یک باغ با بازسازی کل اکوسیستم متفاوت است. فراتر از بررسی اینکه مرجان ها دوباره رشد می کنند، محیط بانان باید آزمایش کنند که آیا صخره های جدید می توانند انرژی امواج را کاهش دهند، بودجه کربنات را کنترل کنند و برای جوامع ساحلی غذا فراهم کنند.

در اینجا تجزیه و تحلیل چشم انداز صدا می آید. آنها یک شاخص امیدوار کننده از تنوع کلی اکوسیستم ها هستند زیرا می توانند موجودات بیشتری را نسبت به تصاویر و مشاهده بصری شناسایی کنند. برای مثال، زیست شناسان می توانند ماهی هایی را بشنوند که در غیر این صورت پنهان یا به خوبی پنهان شده اند. علاوه بر این، کارشناسان می توانند زیستگاه ها را با صدای شبانه روزی نظارت کنند. لامونت می‌گوید: «چیزهای مختلفی وجود دارد که می‌توانید برای یک منظره صوتی اندازه‌گیری کنید. می‌توانید میزان پیچیدگی، قوی بودن، متغیر بودن آن در طول زمان یا میزان متغیر بودن آن در سطوح مختلف را از طریق باندهای فرکانسی اندازه‌گیری کنید.

[Related: What underwater sounds can tell us about the state of coral reefs]

برای جمع آوری تمام داده های لازم، این تیم میکروفون های زیر آب یا هیدروفون ها را در اطراف صخره های تخریب شده، سالم و بازسازی شده کاشتند. آنها صدای صخره‌ها را در سپیده دم، غروب، نیمه شب، وسط روز، در ماه کامل و در طول ماه نو به مدت دو سال ضبط کردند. لامونت می گوید: «ما می خواستیم یک تصویر واقعاً خوب خلق کنیم. آنها دریافتند که اگرچه صخره های بازسازی شده “صدای یکسانی با صخره های سالم ندارند، اما واقعا شبیه به نظر می رسند” و “بسیار متفاوت از صخره های تخریب شده”. مرجان های کاشته شده پر از پچ پچ های دریایی بود که به زیست شناسان می گفت که بسیاری از موجودات ساخت و ساز را تایید می کنند.

مرتب سازی و اندازه گیری صداها

سپس بخش پر زرق و برق تیم لامونت آمد: نشستن در اتاق صدا و جدا کردن لایه ها از در زدن، خرخر کردن، غرش، غرغر کردن، و جیغ زدن. این شبیه به گشودن تک تک سازهای یک تنظیم پیچیده ارکستر است.

“این یک علم وقت گیر است. لامونت می‌گوید با این مطالعه، ماه‌ها و ماه‌ها را صرف گوش دادن به تمام این موارد ضبط‌شده با هدفون کردم. “در برخی مواقع بسیار خجالت آور است.”

لامونت و. al، مجله اکولوژی کاربردی

لامونت می‌گوید اکنون تیم تلاش می‌کند تا این فرآیند را با «وادار کردن رایانه به انجام همان کار» خودکار کند. اما واگذاری آن به ماشین ها کار دشواری است. از آنجایی که اکوسیستم های صخره ای بسیار شلوغ هستند، صدای پس زمینه زیادی وجود دارد که می تواند تجزیه و تحلیل حیات وحش ضخیم تر را مخدوش کند. «وقتی به این ضبط‌ها گوش می‌دهید، صدای زیادی از بی مهرگان می‌شنوید [like] لامونت می گوید: میگو خرد کردن، که به نظر می رسد بیکن استاتیک یا سرخ شده است. در واقع، این صداها به قدری بلند و گسترده هستند که در طول جنگ جهانی دوم، ارتش زیردریایی ها را در صخره های مرجانی پنهان می کرد زیرا میگو به طور موثر صدای زیردریایی را پنهان می کرد.

تکنیک‌های محاسباتی موجود برای اندازه‌گیری مناظر صوتی که شاخص‌های صوتی نیز نامیده می‌شوند، عمدتاً برای استفاده در زیستگاه‌های زمینی مانند جنگل‌ها برای گوش دادن به پرندگان یا خفاش‌ها طراحی شده‌اند. با این حال، لامونت شباهت های زیادی بین جنگل ها و جوامع صخره ای می بیند. از یک طرف، به نظر می رسد حیوانات مختلف در طول زمان فعال هستند، که می تواند به دانشمندان کمک کند تا کتابخانه صداها را بر اساس مکان، زمان و فرکانس مرتب کنند. لامونت می‌گوید: «ما سعی کردیم این شاخص‌ها را بگیریم و آن‌ها را در زیر آب اعمال کنیم. اما، البته، گاهی اوقات تفاوت‌های اساسی بین انواع مناظر صوتی که در زیستگاه‌های مختلف دریافت می‌کنید، وجود دارد، بنابراین ممکن است به خوبی کار نکنند.

[Related: Birders behold: Cornell’s Merlin app is now a one-stop shop for bird identification]

دانشمندانی که در حال مطالعه مناظر جنگلی هستند، راه حل های خلاقانه ای برای ساخت الگوریتم های یادگیری ماشین ارائه کرده اند که نیازی به راه اندازی ایستگاه های ضبط در میان درختان ندارد. لامونت به الف اشاره می کند PNAS سندی که در جولای گذشته منتشر شد که در آن محققان امپریال کالج لندن، دانشگاه سیدنی و دانشگاه کرنل از داده‌های AudioSet گوگل برای آموزش الگوریتمی برای تشخیص تفاوت‌های صوتی بین جنگل‌ها استفاده کردند.

مجموعه صدای گوگل که از ترکیبی از گفتار انسان، موسیقی و نویز ماشین تشکیل شده بود، ابتدا به الگوریتم تمایز بین انواع مختلف نویز آموزش داد. سپس زمانی که این سیستم بر روی جنگل ها اعمال شد، توانست دسته بندی صداهای موجود در جنگل را طبقه بندی کند. نویسندگان می نویسند که یک روز می تواند برای شناسایی فعالیت های نامنظم مانند قطع درختان غیرقانونی و شکار استفاده شود.

لامونت تصور می کند که می تواند چنین الگوریتمی را برای مرتب کردن کوه های صداهای اقیانوسی که نیاز به تجزیه و تحلیل دارد، دوباره اختصاص دهد.

نیاز به سخت افزار ارزان تر

یکی دیگر از راه‌های کلاسیک‌تر برای تقویت یک الگوریتم یادگیری ماشینی مفید برای مناظر صوتی زیر آب، جمع‌آوری انبوهی از داده‌ها است. تلاش‌های مداومی در سرتاسر جهان برای ساخت کیت‌های صوتی دریایی وجود دارد، اما هزینه تجهیزات می‌تواند یک محدودیت باشد. به عنوان مثال، یک هیدروفون با کیفیت بالا با یک کارت حافظه بزرگ می تواند حدود 3000 دلار قیمت داشته باشد.

لامونت می‌گوید: «آنها اغلب واقعاً گران هستند، که اگر بخواهیم بیش از دانشمندانی که بودجه خوبی دارند قادر به انجام آن باشند، کمی مشکل است. در ماه اکتبر، او و همکارانش مطالعه‌ای را در این مقاله منتشر کردند شاخص های زیست محیطی که دریافتند که صدای دوربین های Go-Pro (که حدود 500 دلار قیمت دارند) در بسیاری از موارد با کیفیت داده هایی که با هیدروفون دریافت می کنند قابل مقایسه است.

[Related: These free-floating robots can monitor the health of our oceans]

او گفت: «آزمایش این ضبط‌ها با هزینه کمتر، راه را به روی افراد بیشتری باز می‌کند. “این به ما امکان می دهد تا داده های بسیار بیشتری را جمع آوری کنیم که در این تکنیک های تجزیه و تحلیل خودکار گنجانده می شود، به گونه ای که بتوانیم اطلاعات مفیدی به دست آوریم. [with] تلاش کم.”

فناوری رصد اقیانوس راه درازی را پیموده است. حدود یک دهه پیش، هیدروفون‌ها بر روی قرقره‌های نوار کار می‌کردند و باید به کابلی که در کنار قایق آویزان بود وصل می‌شد که ایستگاه ضبط ضدآب را در خود جای داده بود. آنها اکنون کاملاً بی سیم هستند و می توانند برای هفته ها یا ماه ها در بستر دریا پرتاب شوند – تا زمانی که نیاز به جمع آوری داده ها باشد.

لامونت گفت: «توانایی ما برای ضبط طولانی مدت و با کیفیت بالا در زیر آب چیز کاملا جدیدی است. و تا حدودی به همین دلیل است که ما به کشف همه این چیزهای جدیدی که هیچ کس قبلاً آنها را ضبط نکرده است، ادامه می دهیم.» او به یاد می آورد که هنگام گوش دادن به ضبط های اندونزیایی با صداهای کاملاً باورنکردنی صخره ها مواجه شده است، از جمله زمزمه یک ماهی سرباز، خراشیدن یک ماهی. طوطی و فریاد یک ماهی ماده اما صداهایی مانند “خنده” وجود داشت که معمولاً هنگام طلوع خورشید می آمد که او نمی توانست آنها را به عنوان صداهای خاص طبقه بندی کند.

لامونت می‌گوید: «یک عنصر سرگرم‌کننده در این رمز و راز وجود دارد. با توجه به جوان بودن این منطقه، چشم اندازهای هیجان انگیزی در افق وجود دارد.




https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir

کتاب زبان اصلی

ایندکسر