Взлёт ласточки: Ультразвуковое исследование полета птиц

Взлёт ласточки: Ультразвуковое исследование полета птиц

Полёт  — основной способ передвижения большинства видов, помогающий им искать пищу, мигрировать и спасаться от хищников. Полёт является наиболее специфической формой передвижения птиц, определившей основные черты организации этого класса. Способность птиц к полёту вызвала ряд адаптаций для обеспечения полёта, взлёта и посадки, ориентирования в пространстве и навигации.

Характеристики полёта птиц в значительной мере зависят от величины птицы и её. Хотя определённые биологические адаптации (к примеру, минимизация массы тела) характерны для всех летающих птиц, другие (например, форма) характерны только для отдельных групп.

Начало исследованиям полёта птиц заложил ещёв работе «», в четвёртой книге. Он считал, что скорость пропорциональна силе, которая действует на тело, поэтому для движения постоянно необходим «движитель», который двигает тело, а сам при этом остаётся недвижимым. Чтобы объяснить движение летающих объектов, Аристотель был вынужден ввести понятие передачи функции «движителя» частям воздуха. Понятия инерции, ускорения и аэродинамического сопротивления тогда ещё не были известны, поэтому фактически физика полёта осталась необъяснённой.

Лишь через два тысячелетия следующий значительный шаг в исследовании полёта птиц сделалв своей работе «». Его заметки подробно описывали, что необходимо не только для равномерного полёта, но и для взлёта и посадки, при порывах ветра и в других ситуациях.

Его изображения детально показывали этапы движения разных частей тела птиц. Также он ввёл понятие давления воздуха и его изменений вокруг крыльев. Наблюдения за птицами натолкнули его на мысль, что основная тяга в полёте создаётся концевыми частями крыла. Тем не менее, работы Леонардо Да Винчи о полёте птиц долго оставались малоизвестными — их опубликовали лишь в середине.

В работе«О движении животных», опубликованной в, подробно описана анатомия птиц с точки зрения механики и выдвинута модель, объясняющая образование подъёмной силы. Также Борелли опроверг идею Аристотеля о роли хвоста птиц в регулировании направления полёта.

Следующие этапы развития знаний о полёте птиц связаны со становлением гидродинамики. Так,визмерил зависимость аэродинамического сопротивления от скорости, а его ученик Готфрид Лейбниц фактически ввёл понятие закона сохранения энергии.

В 1738 годув работе «Гидродинамика» опубликовал выведенный им закон, который связывал давление жидкости с её скоростью (сейчас известный как), на основе котороговывел набор, которые описывали движение жидкости. Эти уравнения впервые дали количественное описание полёта, хотя и не давали правдоподобных результатов из-за отсутствия в них вязкости. Лишь в 1843 году в работе, и, независимо, в работе 1845 года, уравнения Эйлера были дополнены вязкостью и получили название.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое ультразвук

Летучие мыши, использующие при ночном ориентировании эхолокацию, испускают при этом ртом (кожановые — Vespertilionidae) или имеющим форму параболического зеркала носовым отверстием (подковоносые — Rhinolophidae) сигналы чрезвычайно высокой интенсивности. На расстоянии 1—5 см от головы животного давление ультразвука достигает 60 мбар, то есть соответствует в слышимой нами частотной области давлению звука, создаваемого отбойным молотком. Эхо своих сигналов летучие мыши способны воспринимать при давлении всего 0,001 мбар, то есть в 10 000 раз меньше, чем у испускаемых сигналов. При этом летучие мыши могут обходить при полете препятствия даже в том случае, когда на эхолокационные сигналы накладываются ультразвуковые помехи с давлением 20 мбар. Механизм этой высокой помехоустойчивости еще неизвестен. При локализации летучими мышами предметов, например, вертикально натянутых нитей с диаметром всего 0,005 — 0,008 мм на расстоянии 20 см (половина размаха крыльев), решающую роль играют сдвиг во времени и разница в интенсивности между испускаемым и отраженным сигналами. Подковоносы могут ориентироваться и с помощью только одного уха (моноаурально), что существенно облегчается крупными непрерывно движущимися ушными раковинами. Они способны компенсировать даже частотный сдвиг между испускаемыми и отражёнными сигналами, обусловленный эффектом Доплера (при приближении к предмету эхо является более высокочастотным, чем посылаемый сигнал). Понижая во время полёта эхолокационную частоту таким образом, чтобы частота отражённого ультразвука оставалась в области максимальной чувствительности их «слуховых» центров, они могут определить скорость собственного перемещения.
У ночных бабочек из семейства медведиц развился генератор ультразвуковых помех, «сбивающий со следа» летучих мышей, преследующих этих насекомых.
Эхолокацию используют для навигации и птицы — жирные козодои, или гуахаро. Населяют они горные пещеры Латинской Америки — от Панамы на северо-западе до Перу на юге и Суринама на востоке. Живя в кромешной тьме, жирные козодои, тем не менее, приспособились виртуозно летать по пещерам. Они издают негромкие щёлкающие звуки, воспринимаемые и человеческим ухом (их частота примерно 7 кГц). Каждый щелчок длится одну-две миллисекунды. Звук щелчка отражается от стен подземелья, разных выступов и препятствий и воспринимается чутким слухом птицы.
Ультразвуковой эхолокацией в воде пользуются китообразные.

Как птицы используют ультразвук для полета

Линда, может быть это?
Отпугиватель птиц LS-987BF — это ультразвуковой прибор для отпугивания птиц с крыш зданий, с парковок, с садовых участков, с мест большого скопления народа и т.д. Встроенный в устройство инфракрасный датчик движения срабатывает при появлении пернатых на расстоянии до 12 м и углом обзора 70°, это приблизительно 85 кв. м. площади, при прямой видимости. Пернатых отпугивает ультразвуковой сигнал, который постоянно меняется, и яркий мигающий свет от встроенного светового строба.
Отпугиватель LS-987BF устанавливают на высоте 1-2,5 м над землей. Работает он от двух элементов 9В типа Крона, имеет еще и разъемом питания для подключения к электросети.
Особенности отпугивателя птиц LS-987BF:
Большая площадь захвата до 85 кв.м. (при наличии прямой видимости).
Компактность.
Экономное потребление энергии.
Срок работы мигающего светодиода 100.000 часов.
Устройство оснащено защитным кожухом.
Встроенный ИК датчик движения на птиц.
Питание прибора осуществляется как от батареек так и от сети 220-240В.
«Плавающий» ультразвук, меняющийся в диапазоне от 17000 до 24000 КГц.
Прибор использует 2 режима работы: постоянно меняющийся ультразвук и мигающий светодиод.
Отпугиватель птиц LS-987BF не использует никаких химических реагентов или ядов.
Установка отпугивателя
1. Аккуратно извлеките прибора из защитного кожуха.
2. Откройте крышку отсека для батареек сзади устройства и вставьте две новый батарейки 9В.
3. В случае питания устройства от электросети, подключите адаптер питания в разъему питания устройства.
4. Поместите устройство в защитный кожух, установите прибор на высоте 1 – 2,5 м. над землей. Перед прибором не должно быть никаких препятствий.
5. Включите выключатель питания устройства. Через тридцать секунд прогрева. Вы увидите мигающий световой строб, сопровождаемый слышимым/неслышным звуков. Вы можете нажать функциональную кнопку для переключения между неслышным и слышимым звуком. Прибор будет работать 24 часа в сутки.
6. Рекомендуется поэкспериментировать с различными местами установки, чтобы выбрать наиболее эффективное место установки прибора.
7. Отпугиватель птиц LS-987BF питается от батареек, если после обнаружения движения не загорается световой строб, значит пора заменить батарейки.
Характеристики
Диапазон частот 17000 Гц – 24000 Гц (постоянно меняется)
Питание две батарейки 9В, адаптер питания 220-240В AC/9В DC 200 мА (приобретается отдельно)
Время задержки излучения примерно 25 секунд
Зона покрытия 85 кв. метров, 70° по горизонтали, 9° по вертикали, дальность 12 м.

Какие звуки создаются при взлёте ласточки

Ласточки — невероятно грациозные и быстрые птицы , которые ассоциируются с теплом , летом и беззаботностью. ☀️ Мы привыкли видеть их стремительно рассекающими воздух , но мало кто задумывается о том , что для этих пернатых взлет с земли — настоящая проблема !

Выберите подходящий раздел посредством нижеследующей ссылки:

Почему Ласточка не может взлететь?
Ласточки – изящные и грациозные птицы, которые ассоциируются с весной и теплом. ☀️ Их стремительный полет и акробатические трюки в воздухе завораживают. Однако, мало кто задумывается о том, что для этих пернатых взлет с земли – настоящее испытание.
Все дело в особенностях их строения. Ласточки обладают невероятно маленькими ножками, которые едва способны удерживать их хрупкое тело. В то же время, их крылья – длинные и широкие, обеспечивая им потрясающую маневренность в воздухе. ✈️ Однако, именно эта комбинация – маленькие ножки и большой размах крыльев – и создает сложности при взлете.
Представьте себе, что вы пытаетесь поднять тяжелый предмет, имея при этом очень слабые руки. ️‍♀️ Примерно так же чувствует себя ласточка, пытаясь оторваться от земли. Ей приходится совершать мощные взмахи крыльями, чтобы создать достаточную подъемную силу, преодолевая силу тяжести своего тела.
Поэтому ласточки стараются избегать посадки на землю. Они предпочитают садиться на ветки деревьев, провода или скалы, откуда взлететь гораздо проще. На землю они спускаются только в крайних случаях, например, чтобы найти пищу или построить гнездо.
В такие моменты, мы можем наблюдать забавную картину: ласточка разбегается по земле, махая крыльями с огромной скоростью, прежде чем, наконец, оторваться от поверхности и взмыть ввысь. Это зрелище – яркое доказательство того, что даже с такими, казалось бы, неудобными физическими особенностями, ласточки способны преодолевать трудности и покорять воздушное пространство.

Как ультразвук влияет на поведение птиц

Высокие технологии проникают в такие сферы нашей жизни, где совсем недавно им не было места. Теперь урожай в саду или на огороде бережет от пернатых грабителей не банальное и бесполезное пугало, а современный высокоэффективный гаджет. Редакция КП и эксперт Максим Соколов проанализировали сегодняшние предложения на рынке отпугивателей птиц и предлагают результаты своих изысканий на суд читателей

Лучшие отпугиватели птиц. Фото: pixabay.com

Уберечь свой сад или огород от крылатых расхитителей урожая — головная боль всех обитателей сельской местности. Но это не единственная причина того, что необходимо какими-то способами отпугивать птиц. Они также представляют непосредственную опасность жизни людей, летая над взлетно-посадочными полосами аэродромов и являются носителями крайне опасных болезней и насекомых-паразитов. Пыль от птичьего помёта, скопившегося на чердаке, способна вызвать аллергию и даже привести к летальному исходу. 

Но птицы — это не крысы или тараканы, избавляться от них нужно гуманными методами, не убивая, а отпугивая. Предназначенные для этого устройства называются отпугивателями и подразделяются на ультразвуковые , биометрические , то есть имитирующие звуки, и визуальные , по сути дела — пугала на более высокой технологической ступени развития.

Выбор редакции

Перед вами три совершенных, по мнению редакции КП, но разных с точки зрения устройства, отпугивателя птиц.

Ультразвуковой отпугиватель птиц ЭкоСнайпер LS-987BF

ЭкоСнайпер LS-987BF. Фото: market.yandex.ru

Устройство излучает ультразвук с переменной частотой 17-24 кГц. Горизонтальный угол обзора 70 градусов, вертикальный 9 градусов. Прибор оснащен датчиком движения и включается только при появлении птицы на расстоянии меньше 12 метров. Остальное время прибор работает в режиме ожидания. 

Вместе с излучателем ультразвука включается светодиодная стробоскопическая вспышка, дополняющая воздействие ультразвука. Отпугиватель питается от двух батарей типа «Крона», есть возможность подключения к бытовой сети через адаптер. Рабочий диапазон температур: от -10°C до +50°C. Прибор устанавливается на высоте 2,5 м над землей.

Технические параметры

Плюсы и минусы

Питание от батарей и бытовой сети, встроенный стробоскоп, датчик движения

В комплекте нет адаптера питания от сети, отпугивает не все виды птиц, например неэффективен против ворон

Продолжить далее

Биометрический отпугиватель птиц Сапсан-3

Сапсан-3. Фото: market.yandex.ru

Устройство представляет собой 20-ваттный динамик с рупором и тремя переключателями на задней стенке. Один из них управляет громкостью, второй — меняет программу издаваемых звуков. Они имитируют или воспроизводят тревожные сигналы разных пород пернатых, предусмотрены три варианта работы:

• Распугивание стай мелких птиц — дроздов, скворцов, воробьев, щурков (пчелоедов);
• Отпугивание врановых — галок, ворон, сорок, грачей;
• Смешанный режим, звуки, пугающие мелких и больших птиц.

Третий переключатель — таймер включения через 4-6, 13-17, 22-28 минут. Но длительность звучания не ограничена, что может вызвать конфликты с соседями. Предусмотрено «сумеречное реле» отключающее прибор ночью. Питание возможно от сети через адаптер или от аккумулятора с напряжением 12 В.

Технические параметры

Плюсы и минусы

Разные наборы звуков для разных видов птиц, таймер включения

Низкое качество воспроизведения звуков, в рупоре может скапливаться вода, нет таймера длительности звучания

Продолжить далее

Визуальный отпугиватель птиц «Филин»

«Филин». Фото: market.yandex.ru

Ученые-орнитологи утверждают, что птицы быстро улетают, замечая филина. И на движущегося хищника они реагируют гораздо активнее, чем на неподвижное чучело. Этот рефлекс использует отпугиватель птиц «Филин». Его крылья двигаются от ветра, создавая иллюзию полета хищника. Голова птицы сделана из реалистически раскрашенного и экологически чистого пластика. 

Краска не подвержена влиянию атмосферных осадков и солнечного ультрафиолета. Крылья изготовлены из легкого, но прочного стеклопластика и присоединены к корпусу полужестким креплением. Максимальный эффект достигается закреплением отпугивателя на шесте высотой 2-3 метра.

Как ультразвук используется для изучения полета птиц

Слышат птицы хорошо. Считается, что они воспринимают примерно тот же диапазон частот, что и мы, — 20–20 000 Гц, однако наиболее чувствительны к диапазону 1–4 кГц. Зона особо хорошей слышимости у рогатого жаворонка — 350–7600 Гц, у канарейки 250–10 000 Гц, у домового воробья 675–11 500 (по другим данным, 18 000) Гц. У голубей и некоторых других видов обнаружили способность слышать инфразвуки, то есть звуки с частотой менее 20 Гц. Возможно, эта способность помогает им ощущать перемену погоды и приближение природных катастроф, так как инфразвук порождают землетрясения, сильный ветер с волнами, грозы и ураганы.

Область наибольшей чувствительности к звукам у разных видов разная, она связана и с экологическими особенностями обитания вида, и с тем, какие звуки издают сами птицы. Низкие частоты лучше слышат голуби, птицы отряда куриных, средние частоты — воробьиные птицы и попугаи, высокие частоты — совы. Понятно, что орган слуха птиц особо чувствителен к тем звукам, что издают особи своего вида, например голоса сизого голубя и домашней курицы как раз попадают в область их наибольшей чувствительности. Но слуховой диапазон птиц шире, чем издаваемые ими самими звуки. Так, у ушастой совы он составляет 100–18 000 Гц — звуки слетков и взрослых птиц попадают в гораздо более узкий диапазон, но ведь они должны слышать и писки, и шорохи мелких грызунов. А лесным воробьиным птицам необходимо узнавать крики тревоги ворон, сорок, соек и других птиц — они реагируют на этот звук как на сигнал опасности, что помогает им спасаться от хищников.

Одна из загадок, связанных со слухом птиц, состоит в том, что некоторые виды издают во время пения ультразвуки, но при этом нет доказательств, что они их слышат. Так, например, американские ученые установили в 2004 году, что синегорлые сверкающие колибри включают в свои сложные песни ультразвуковые ноты с частотой до 30 кГц, однако авторы исследования не обнаружили у них способность слышать ультразвуки. Звуки частотой до 50 кГц издают канареечный вьюрок, зарянка, тростниковая камышевка и другие птицы, правда, эти звуки низкоинтенсивны и сочетаются у них с обычными, в слышимом диапазоне.

Синегорлый колибри. Фото: Flickr.com / Bettina Arrigoni

Дальнейшее изучение показало, что некоторые виды все-таки могут слышать ультразвуки. Эта способность может зависеть от времени года — появляться весной и затем исчезать. Так, в опытах на обыкновенных скворцах, которых дрессировали на различение звуков, было продемонстрировано еще в 1964 году, что в июле и в августе самые высокие частоты, на которые реагировали птицы,— 26–28 кГц, в сентябре — 23–25 кГц, в начале октября около 20 кГц, а позже — только до 16 кГц. Есть данные, что и другие воробьиные птицы в сезон размножения могут реагировать на ультразвуковые частоты: снегирь слышит ультразвуки до 25 кГц, зяблик — до 29 кГц.

Возможно, интригующие данные о колибри, которые издают ультразвуки, но сами не слышат их, связаны с трудностью изучения их слуха методом регистрации частот, на которые реагируют слуховые нейроны продолговатого мозга, — на таких миниатюрных птицах выполнять подобные работы очень сложно.

Как ультразвук может быть использован для мониторинга популяций птиц

В. И. Воронецкий, А. К. Тишечкин, В. Т. Демянчик

Методы изучения и охраны хищных птиц.

(Методические рекомендации. Москва 1990г.)

Для фотографии необходимо наличие объекта съемки. В случае фотосъемки диких животных эта проблема осложняется всякими препятствиями чинимыми фотографу как раз теми объектами которые он жаждет запечатлеть. Они прячутся, затаиваются, улетают, убегают, зарываются в почву и т.п. Совы являются с одной стороны очень фотогеничными, с другой - крайне скрытными фотомоделями. Технические трудности их фотографирования - ничто по сравнению с трудностями их обнаружения. Данная статья опубликована как раз для того, чтобы помочь вам в поисках этих красивых и таинственных птиц.

Совы — трудные объекты для наблюдений и учетов в естественной среде обитания. Большинство видов ведет полностью ночной образ жизни. Бесшумный полет и скрытное поведение в течение большей части года служат серьезным препятствием в изучении многих сторон жизни этих птиц. Не случайно отечественные обзоры, посвященные учетам хищных птиц, не затрагивают, за редким исключением, сов (см., например, Осмоловская, Формозов, 1952; Щеголев, 1977).

Вместе с тем, за последнее десятилетие резко возросло число публикаций, посвященных изучению различных аспектов экологии, поведения и охраны сов. Эти проблемы обсуждены на специальных научных симпозиумах (США, 1979; Канада, 1987). В ряде стран приняты национальные программы по восстановлению численности, мониторингу и охране сов.

В настоящее время для обнаружения и учета сов используют часто несовершенные и трудоемкие методы. Такое положение делает актуальной разработку унифицированных методов, которые, во-первых, обеспечивали бы получение достаточно объективных данных учетов для разных видов сов, во-вторых, содействовали бы повышению их эффективности. Статья основана на анализе многочисленных, в основном зарубежных, публикаций, а также на наблюдениях и личном опыте авторов, занимавшихся в течение ряда лет изучением распространения и экологии лесных видов сов в трех регионах европейской части СССР. В. И. Воронецкий исследовал поведение, акустическую сигнализацию и популяционную экологию ушастой совы и серой неясыти в антропогенных ландшафтах Подмосковья. В. Т. Демянчик работал над уточнением фауны сов Брестской обл., изучал особенности общей экологии и поведения филина, обыкновенной и бородатой неясытей, воробьиного и мохноногого сычей. В Витебской обл. сходные исследования экологии длиннохвостой неясыти и других сов проводил в Березинском заповеднике и его окрестностях А. К. Тишечкин.

Какие другие животные используют ультразвук для коммуникации

Мы , люди , привыкли воспринимать мир через призму пяти чувств , и слух играет в этом оркестре одну из ведущих партий. Но что , если я скажу вам , что существует целый мир звуков , недоступный нашему уху ? Мир , где музыка рождается не струнами и барабанами , а эхом , отраженным от препятствий , и где язык свиста и щелчков понятнее слов ? Это мир ультразвука — царство высоких частот , недоступных человеческому восприятию , но открытых для целого ряда животных.

Представьте себе ночной лес , наполненный шорохами и тенями. Мы слышим шелест листьев , уханье совы , возможно , треск ветки под чьей-то осторожной лапой. Но для летучей мыши , парящей над нашими головами , этот лес наполнен совершенно иными звуками. Она «видит» его с помощью ультразвука — посылая короткие импульсы высоких частот и улавливая их отражение от деревьев , насекомых и даже тонких нитей паутины. ️

Ультразвук — это не просто набор случайных шумов. Это сложная система сигналов , позволяющая животным ориентироваться в пространстве , охотиться , общаться и даже влиять на поведение других существ.

Перейдите к нужному разделу, выбрав соответствующую ссылку:

Мы, люди, привыкли воспринимать мир через призму пяти чувств, и слух играет в этом оркестре одну из ведущих партий. Но что, если я скажу вам, что существует целый мир звуков, недоступный нашему уху? Мир, где музыка рождается не струнами и барабанами, а эхом, отраженным от препятствий, и где язык свиста и щелчков понятнее слов? Это мир ультразвука — царство высоких частот, недоступных человеческому восприятию, но открытых для целого ряда животных.

Примеры использования ультразвука в природе

• Летучая мышь: как мы уже знаем, летучие мыши используют ультразвук для навигации и общения. Они посылают короткие импульсы высоких частот и улавливают их отражение от препятствий.
• Кит: киты используют ультразвук для общения и для определения местоположения других китов. Они издают высокочастотные звуки, которые отражаются от воды и позволяют им понять, где находится другая кита.
• Бабочка: бабочки используют ультразвук для обнаружения партнера. Они издают высокочастотные звуки, которые отражаются от объектов и помогают им найти подходящего партнера.
• Крокодил: крокодилы используют ультразвук для обнаружения добычи. Они издают низкочастотные звуки, которые отражаются от воды и помогают им найти рыбу или других животных.

Ультразвук — это не просто набор случайных шумов. Это сложная система сигналов, позволяющая животным ориентироваться в пространстве, охотиться, общаться и даже влиять на поведение других существ.

Обратите внимание, что это не исчерпывающий список, и многие другие животные используют ультразвук для своих нужд. Если вам интересно узнать больше, перейдите на следующую страницу.

Многие животные используют ультразвук как «шестое чувство», открывающее им мир неслышимых нами звуков. Летучие мыши, пожалуй, самые известные «ультразвуковые» охотники. Они издают серии высокочастотных щелчков и, улавливая отраженный от предметов звук, ориентируются в пространстве и ловят добычу даже в полной темноте.
Дельфины и киты также используют эхолокацию для навигации и поиска пищи в мутных водах океана. Издавая ультразвуковые сигналы и анализируя их отражения, они могут «видеть» форму объектов, их размер и расстояние до них.
Интересно, что некоторые грызуны, например, крысы и мыши, общаются между собой на ультразвуковых частотах. Это позволяет им оставаться незамеченными для хищников, которые не слышат звуки в этом диапазоне.
А вот кошки и собаки, хоть и слышат ультразвук, используют его не так активно. Предполагается, что способность воспринимать высокочастотные звуки помогает им в охоте, позволяя услышать писк мелких грызунов.
Открытие ультразвука и его использования животными расширило наше понимание о восприятии мира различными видами.

Как ультразвук может быть использован для изучения других видов животных

Считается доказанным, что дельфины, летучие мыши чаще всего реагируют на звуки, издаваемые особями того же вида, а меньше всего – на звуки, издаваемые особями другого вида. Следовательно, эхолокация у них является средством не только для ориентации в пространстве, но и для передачи зоосоциальной информации, т.е. для взаимодействия между особями.

Какие частоты воспринимаются разными живыми существами?

Надо сказать, что этот вопрос исследован, пожалуй, в зачаточном состоянии (если говорить об информации, имеющейся в открытом доступе). Так, официально считается, ультразвук с частотами более 20 кГц недоступен уху человека. Однако, есть научные данные, свидетельствующие о том, что люди все-таки способны слышать звуки частотой даже более 20 кГц. Тогда как собаки вполне хорошо слышат звуки до 44…70…90 кГц. Крысы слышат ультразвуки до 72 кГц, летучие мыши – до 115 кГц, слоны – до 12 кГц.

В каких диапазонах ультразвуковых частот «разговаривают» люди?

Ультразвуковая вокализация человека:
А – график спектральной мощности (СПМ).
В – распределение числа случаев обнаружения ультразвука.

Источник: Каркищенко Н.Н., Фокин Ю.В., Сахаров Д.С., Каркищенко В.Н., Капанадзе Г.Д., Чайванов Д.Б. Ультразвуковая вокализация и ее информативные параметры у животных и человека // Биомедицина. 2011. № 1. С. 4-23.

В научной литературе имеются следующие данные, приведенные на рисунке.

Характерно, что наблюдается определенное сходство с аналогичными картинами ультразвуковой вокализации как у человека, так и у разных животных. А именно, профиль СПМ человека совпадает в диапазоне 20-30 кГц с таковыми изменениями у мышей, хомяков, кроликов и мини-свиней. В то же время отдельные элементы графиков СПМ у крыс, морских свинок, обезьян совпадают с СПМ УЗВ человека в диапазоне около 40 кГц. Также у человека и животных имеются совпадения в диапазоне около 60 кГц.

Что это? То ли результат определенного сходства, одинаковости физиологических процессов, лежащих в основе испускания ультразвука… то ли средство общения разных живых организмов между собой (возможно, утерянное человеком в силу развития цивилизации или иных причин).

Характерно, что, согласно результатам исследований, вполне существуют люди, способные испускать ультразвук даже на частотах, равных 100 кГц. Правда, остается открытым вопрос, слышат ли они его. На данный момент считается, что, мол, предел слышимости для человека составляет 20…25 кГц. Однако, некоторые исследования опровергают эти цифры, определяя предел слышимости в 40 кГц и даже более.

Кто из животных мощнее «звучит» в ультразвуке?

По данным исследователей, можно привести следующий рад, в порядке убывания мощности:
морские свинки → мини-свиньи →кролики → обезьяны → крысы → хомяки → человек → мыши.
Иными словами, морские свинки издают небольшое количество ультразвуковых сигналов в состоянии спокойного бодрствования, но они – наиболее мощные. А ультразвуковая вокализация мышей в сходном состоянии практически не выражена или отсутствует. У людей звучание ультразвуком сильнее проявляется в процессе физической и психоэмоциональной нагрузки.

Как у человека, так и у других животных зафиксировано, что в зависимости от настроения издаются ультразвуки разных частот. Для человека, к примеру, в плохом настроении свойственны ультразвуки в диапазоне 20…30 кГц, а в хорошем – до 50 кГц. В самом деле, как тут ни скажешь о приподнятом (в данном случае, по частоте) настроении.

Как ультразвук может быть использован для изучения окружающей среды

Проблема сохранения природы незаметно для всех нас переросла в проблему выживания. В настоящее время в неблагоприятной антропогенно- экологической обстановке живет около 50-70 миллионов человек. Площадь экологически неблагоприятных районов составляет 2 миллиона квадратных километров. В таких районах проявляется четко выраженные признаки деградации среды, продолжается устойчивый процесс загрязнения окружающей среды и снижения продуктивности природных ресурсов, растет заболеваемость людей, увеличивается смертность. Биологическая, экологическая, социальная, экономическая и технологическая задачи сохранения нетронутой природы и экологического баланса интегрируются в глобальную, общечеловеческую, охватывающую все сферы деятельности проблему. Проблема столь актуальна и широка в своей комплексности, что трудно определить ее научные границы и те средства, которые были бы общественно оправданными для ее решения. И хотя синдром безоглядной технизации все еще очень силен, но пришло осознание гибельности мышления только в рамках чисто технической парадигмы. Идеологически, или как чаще говорят, исходя из экологической морали, этики взаимоотношения человека с природой ситуация достаточно ясна. Или человечество сумеет вписаться в параметры существующей биосферы, сохранит ее, либо погибнет вместе с нею. Смысл нынешней гуманитарно-экологической парадигмы взаимоотношений человека с природой и перехода от антропоцентрических к экоцентрическим контактам с природой в том, чтобы предохранить себя от возвращающегося бумеранга антропо- деструкции природы. Стена экологических запретов, достигшая практически своих предельных возможностей, оказалась необходимым, но недостаточным условием охраны окружающей среды и рационального природопользования. На первый план стало выходить наукоемкое производство. Доминирующим становится производство информации, технического знания, реализуемого в виде новейшей техники.

Какие технологии используются для записи и анализа ультразвука

Более медленная частота кадров и большая стоимость ультразвуковых систем, работающих в 3D-режиме, ограничили их широкое применение, но их использование в некоторых областях специализации помогло быстро расширить спектр терапевтических методов, таких как транскатетерные структурные вмешательства на сердце. Использование трехмерного ультразвука имеет большое применение, когда изображение используется специалистами для планирования процедур или помощи при проведении операции. Такая технология также используется в качестве руководства при проведении катетерных процедур в сложной анатомии.

В последние годы многие производители таких систем увеличили частоту кадров и разрешающую способность, улучшили характеристики цветной допплерографии. Тенденция такова, что постепенно системы класса 3D начинают забирать долю рынка у двухмерных УЗИ-аппаратов.

Большинство 3D-систем все еще работают со скоростью менее 30 кадров в секунду, но технология и скорость улучшаются с каждым годом. Пришло время, когда всем эхографическим лабораториям нужна как минимум одна 3D-система. Эти системы необходимы, например, для оценки состояния кардиоонкологических пациентов. Изображения, которые они предоставляют, также ценны для хирургов и специалистов-кардиологов, которые нуждаются в 3D-изображениях для более полной оценки и визуализации клапанов, дефектов перегородки и придатка левого предсердия.

Компания GE Healthcare выпустила новый релиз своей технологии восстановления звуковых изображений cSound, получивший название Imaging Elevated. Эта технология способствует повышению качества изображения и улучшению рабочего процесса работы системы Vivid E95 для визуализации сердца. Она использует специализированный графический процессор для увеличения частоты смены кадров. Это позволяет почти в три раза увеличить частоту смены кадров для чрезпищеводной эхокардиографии за один такт по сравнению с системами предыдущего поколения.