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Spectrum數(shù)字化儀卡將海豚聲吶點擊轉(zhuǎn)為鼠標點擊

科技訊息 ? 來源:科技訊息 ? 作者:科技訊息 ? 2025-04-09 15:48 ? 次閱讀
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海豚將通過移動水下屏幕光標進行交流

中國北京,2025年4月9日訊 —— 海豚能夠憑借其高度精準的回聲定位能力,在極小的區(qū)域進行覓食。位于佛羅里達群島的海豚研究中心(DRC)正在開展一項研究項目,利用15個水聽器組成的陣列來捕捉海豚發(fā)出的聲吶點擊信號,并通過Spectrum 儀器提供的16通道數(shù)字化儀系統(tǒng)進行采集。數(shù)據(jù)使用定制化 AI 程序進行處理,以便通過獲取的不同信號鎖定海豚的位置。2025年底該實驗將進入第二階段,這套系統(tǒng)將被用于水下屏幕的光標控制,實驗人員則能夠通過海豚移動光標查看實驗結(jié)果。

海豚研究中心 IT 部主管 Jesse Fox 表示:“我對這個項目充滿熱情,因為它將為我們開啟更多與海豚交流的途徑。目前,我們?nèi)匀蝗狈陀^的方法來收集海豚對不同刺激或‘問題’的反應(yīng)。新方法背后的概念由來已久,但它的復雜程度明顯要高得多。如果海豚能夠操控一個實時移動的光標,我們將能夠在動物認知領(lǐng)域和海豚行為理解方面邁出嶄新的一步。我們希望在2025年底實現(xiàn)這一目標。屆時,我最想做的第一件事情就是為海豚開發(fā)一個繪畫程序,讓它們能夠盡情的創(chuàng)作!”

“我們的項目團隊最近更換了數(shù)字化采集卡,因為此前使用的采集卡會收集過多的數(shù)據(jù),其導致的緩沖問題為數(shù)據(jù)的實時處理帶來了阻礙?!盕ox 進一步解釋道:“Spectrum的數(shù)字化采集卡能精準捕獲回升定位所需的數(shù)據(jù)量,更能采集足夠的環(huán)境音提供 AI 解析。此外,我們使用 Spectrum的 SBench 6 軟件來控制采集卡,整個設(shè)置過程和使用都非常簡單。”

一套由水聽器、數(shù)字化儀和定制開發(fā)AI組成的裝置,能夠精確定位海豚聲吶信號點擊

在該項目中,研究人員使用了兩塊 Spectrum M2p.5913 數(shù)字化采集卡,每塊卡的采樣速率為 5 MS/s,擁有8 個通道和 16 位分辨率。為了確保兩款卡片完全同步,Spectrum儀器使用了Star-Hub 模塊進行連接。設(shè)備能夠精確處理 15 個水聽器的信號,進而確定海豚回聲定位所聚焦的位置。這些 ADC 采集卡具備大容量板載內(nèi)存能夠持續(xù)收集和傳輸數(shù)據(jù),進而避免緩沖延遲。該設(shè)備每周處理的數(shù)據(jù)量預計將超過 8TB,這些數(shù)據(jù)將上傳至 Google Drive 進行后續(xù)分析和 AI訓練。

顯然,人類無法直接為海豚示范如何移動光標。幸運的是,海豚天生極具好奇心,可以通過訓練引導其在特定區(qū)域執(zhí)行回聲定位。該研究項目希望通過鼓勵海豚的探索與嘗試,觀察其反應(yīng)并評估其自主學習能力。年輕的雄性海豚在此類任務(wù)中表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,并有望通過自主探索掌握在屏幕上移動光標的技能。此外,海豚之間也存在相互學習的現(xiàn)象,這有助于新技術(shù)快速在整個群體中傳播并被接納。

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兩塊M2p.5913 數(shù)字采集卡提供16 個采集通道,僅占用兩條 PCIe 插槽。Spectrum儀器的 M2p.59xx 系列產(chǎn)品能夠提供 24 款不同型號,采樣速率從 5 MS/s 至 125 MS/s,每張卡支持 1 至 8 個通道,均為16 位分辨率,適用于不同的研究需求。

在海豚學會使用繪畫程序后,F(xiàn)ox 還準備開發(fā)一系列游戲以豐富其日常生活。他表示:“海豚與人類有很多相似之處,但又截然不同。這個項目將幫助我們更深入地理解它們的思維方式?!彼€表示,每只海豚的興趣點和受激勵的方式都千差萬別。例如,在一次實驗中,兩只海豚需要在差不多相同的時間用鼻子按下按鈕,才能獲得食物獎勵。當它們掌握這項技能后,其中一只海豚便選擇不再參與。因為對它而言,人類的贊美遠遠比獲得食物獎勵更加重要。Fox 補充道:“畢竟,閃耀的明星也渴望喝彩。”

關(guān)于海豚研究中心

海豚研究中心成立于1984年,位于佛羅里達州格拉西島。海豚研究中心的第一只海豚曾主演過 1963 年上映的電影《海豚弗利珀》 (Flipper),如今她的后代仍生活在這里。中心不僅開展海豚繁育計劃,還收養(yǎng)了無法野外生存的受傷海豚。海豚們生活在一個天然環(huán)礁湖中,湖區(qū)設(shè)有特殊的可脫離圍欄,確保海豚的安全,同時防止掠食者進入。欲了解更多信息,請訪問 https://dolphins.org。

關(guān)于Spectrum儀器

Spectrum儀器公司成立于1989年,采用獨特的模塊化理念設(shè)計并生產(chǎn)了200多種數(shù)字化儀和信號發(fā)生器產(chǎn)品,其中包括PC卡(PCIe和PXIe)以及獨立的以太網(wǎng)設(shè)備(LXI)。在過去的35年間,Spectrum儀器已經(jīng)贏得了全球眾多客戶的信賴,產(chǎn)品也被眾多行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)和多所知名大學廣泛使用。Spectrum儀器總部位于德國漢堡附近,旗下產(chǎn)品均可享受長達五年的質(zhì)保,以及來自工程師團隊的卓越服務(wù)。更多詳情,請訪問公司官網(wǎng)www.spectrum-instrumentation.com 。

審核編輯 黃宇

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