RU2748472C1 - Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты - Google Patents

Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты Download PDF

Info

Publication number
RU2748472C1
RU2748472C1 RU2020114824A RU2020114824A RU2748472C1 RU 2748472 C1 RU2748472 C1 RU 2748472C1 RU 2020114824 A RU2020114824 A RU 2020114824A RU 2020114824 A RU2020114824 A RU 2020114824A RU 2748472 C1 RU2748472 C1 RU 2748472C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
biological object
range
nonlinear
frequencies
Prior art date
Application number
RU2020114824A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Александрович Анцелевич
Original Assignee
Михаил Александрович Анцелевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Александрович Анцелевич filed Critical Михаил Александрович Анцелевич
Priority to RU2020114824A priority Critical patent/RU2748472C1/ru
Priority to PCT/RU2021/000150 priority patent/WO2021211015A1/ru
Priority to EP21787839.6A priority patent/EP4136970A4/en
Priority to IL295738A priority patent/IL295738A/en
Priority to MX2022012687A priority patent/MX2022012687A/es
Priority to CN202180027442.3A priority patent/CN115397237A/zh
Priority to US17/908,562 priority patent/US20230095616A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748472C1 publication Critical patent/RU2748472C1/ru
Priority to CONC2022/0014742A priority patent/CO2022014742A2/es

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/16Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using sound waves
    • A01M29/18Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using sound waves using ultrasonic signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/06Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using visual means, e.g. scarecrows, moving elements, specific shapes, patterns or the like
    • A01M29/10Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using visual means, e.g. scarecrows, moving elements, specific shapes, patterns or the like using light sources, e.g. lasers or flashing lights
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/16Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using sound waves

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологический объект, представляющий собой птицу или животное. Способ включает воздействие двумя акустическими сигналами с различными несущими частотами и импульсно-модулированным оптическим некогерентным полем в видимом диапазоне волн. Несущая частота первого акустического сигнала является фиксированной, а несущая частота второго акустического сигнала является свипирующей в диапазоне максимальной чувствительности слухового тракта биологических объектов. Разница между частотами берется в диапазоне инфранизких резонансных частот биообъекта. Устройство содержит звуковые генераторы с акустическими излучателями, импульсный модулятор, блок перестройки несущих частот звуковых генераторов и некогерентный оптический излучатель. Изобретения обеспечивают формирование у биообъектов поведенческой реакции устойчивого избегания зоны применения воздействующих физических факторов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к технике, предназначенной для отпугивания биологических объектов (птиц и мелких животных) от охраняемых территорий:
- объекты аэродромов;
- сельскохозяйственные угодья (фруктовые сады, виноградники, ягодники, посевы зерновых и других культур);
- объекты животноводства, птицеводства и рыбоводства;
- территории промышленного назначения.
Уровень техники
Известен биоакустический способ отпугивания птиц и грызунов. Приборы, которые его используют называются биоакустическими отпугивателями. Сам способ заключается в следующем - через случайные промежутки времени воспроизводятся заранее записанные сигналы тревоги и бедствия тех птиц, которых необходимо отпугивать. Чем больше таких сигналов и чем качественнее они проигрываются - тем эффективнее прибор.
Биоакустический способ отпугивания широко применяется в линейке приборов известных компаний «Bird Gard» (США) [1, 2] и «Weitech» (Бельгия) [3].
Недостатками всех биоакустических отпугивателей являются:
- привыкание биообъектов к воспроизводимым звукам с дальнейшим их игнорированием;
- с целью эффективного воздействия на расстоянии необходимо использовать источники акустических волн повышенной мощности;
- универсального набора сигналов для отпугивания любых птиц и грызунов не существует.
В качестве прототипа заявляемого изобретения выбраны способ и устройство акустического воздействия на нарушителя [4].
Способ акустического воздействия заключается в воздействии двумя ультразвуковыми сигналами с разными несущими частотами, разность которых равна частоте максимальной чувствительности слухового тракта биологического объекта. Несущие частоты ультразвуковых зондирующих сигналов модулируются по амплитуде сигналами инфранизких частот, соответствующих резонансным частотам органов человека.
Устройство ультразвукового воздействия содержит ультразвуковой генератор с излучателем первой частоты, ультразвуковой генератор с излучателем второй частоты и импульсный инфранизкочастотный амплитудный модулятор, выход которого подключен к управляющим входам ультразвуковых генераторов.
Акустическое воздействие осуществляется с использованием двух направленных узкополосных сигналов, воздействующих на органы слуха нарушителя. Применение узкополосных сигналов обуславливает высокий электромеханический КПД излучателей и их узкую направленность, что обеспечивает высокий уровень воздействующего на нарушителя двухчастотного акустического поля. При этом формируется низкочастотный сигнал разностной частоты, находящийся в наиболее чувствительной частотной зоне слухового тракта и болезненно воздействующий на нарушителя. Его воздействие обусловлено нелинейными свойствами слухового тракта [5, 6].
Недостатками прототипа заявляемого изобретения являются:
- малая дальность действия в связи с тем, что ультразвук имеет большие потери мощности при распространении в воздухе;
- малая чувствительность слухового аппарата большинства биологических объектов в связи с тем, что ультразвук находится вне слышимого диапазона.
Заявляемое изобретение исключает недостатки биоакустических отпугивателей и своего прототипа и направлено на решение проблемных вопросов в области орнитологического обеспечения безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации, защиты объектов сельского хозяйства и предприятий пищевой промышленности.
Раскрытие сущности изобретения
Сущность изобретения заключается в использовании нелинейных эффектов, возникающих в слуховых органах биологических объектов при воздействии на них двумя акустическими сигналами слышимого диапазона волн с различными несущими частотами (одна из которых свипирующая), разностная составляющая которых находится в диапазоне инфранизких резонансных частот биологического объекта, и дополнительном, синхронизированным с акустическим, параметрическим воздействием [7, 8] импульсно модулированным оптическим некогерентным полем в видимом диапазоне волн [9], длительность и частота следования импульсов которого аналогична параметрам импульсных акустических полей.
При этом:
- мощность звукового давления акустических сигналов ниже, чем у известных биоакустических аналогов;
- несущая частота первого акустического сигнала - фиксированная;
- несущая частота второго акустического сигнала - свипирующая, в диапазоне максимальной чувствительности слухового тракта биологических объектов;
- обе несущих частоты акустических сигналов импульсно модулируются по амплитуде с длительностью импульсов не менее чем минимальная длительность порога восприимчивости слухового тракта биологических объектов;
- режим стробоскопа некогерентного излучения оказывает максимально эффективное воздействие на органы зрения.
В момент воздействия на биологические объекты, получаемая свипирующая разностная составляющая модулированных акустических сигналов совпадает с резонансной частотой их органов слуха, возбуждая центральную нервную систему, а модулированные видимые оптические некогерентные волны приводят к дезориентации в пространстве и временному ограничению зрительной функции, что в совокупности приводит к формированию у биообъектов поведенческой реакции устойчивого избегания зоны применения воздействующих физических факторов.
Таким образом, заявляемое изобретение оказывает мощное синхронное комплексное воздействие на биологические объекты зондирующими полями различной физической природы (акустическим и оптическим), используя нелинейные свойства их органов слуха и усиливая рост психоэмоционального напряжения за счет параметрических эффектов, а также напрямую воздействуя на органы слуха и зрения.
Было проведено экспериментальное исследование нелинейно-параметрического воздействия на средних и крупных лабораторных животных (75 голов). В ходе исследования фиксировались результаты воздействия на органы слуха, зрения и центральную нервную систему.
Воздействие на органы слуха биологических объектов осуществлялось двумя акустическими сигналами слышимого диапазона волн с различными несущими частотами с мощностью звукового давления, не превышающей величину 135 дБ. При пребывании биообъектов в течение 30 минут в наихудших условиях воздействия акустического фактора зафиксировано временное функциональное расстройство органа слуха. Клинически значимых стойких изменений или поражений органа слуха не зафиксированы.
Воздействие на органы зрения испытуемых осуществлялось оптическим некогерентным полем в видимом диапазоне волн. Оценка воздействия некогерентного излучения белого цвета свечения осуществлялась путем количественной оценки остроты зрения по физиологической реакции на движение перед глазами биологических объектов - методом регистрации оптокинетического нистагма. Воздействие осуществлялось с максимальной интенсивностью в непрерывном и импульсном режимах. Воздействие с указанной интенсивностью при времени экспозиции, равном 1 минуте вне зависимости от режима приводило к временному ослеплению в 100% случаев. Восстановление оптокинетического нистагма происходило во всех случаях в пределах 10 минут после воздействия.
Одновременное воздействие на биологические объекты двух акустических сигналов слышимого диапазона волн с различными несущими частотами и некогерентного излучения белого цвета свечения в непрерывном и импульсном режимах при времени экспозиции в 1 минуту вызывало выраженный ответ центральной нервной системы, который проявлялся в поведенческих реакциях (старт-реакция, реакция избегания и оборонительная реакция) и достоверно фиксировался методами нейроэлектрофизиологии. Через 1-2 минуты после окончания воздействия в электроэнцефалограмме фиксировалось выраженное появление доминантного ритма частотой 3-4 Гц и повышение доли тета-ритма (4-8 Гц). Это означало рост психоэмоционального напряжения биообъекта, возрастание тревожности, что соответствовало отражению формирования поведенческой реакции устойчивого избегания зоны применения воздействующих физических факторов. В интервале до 5 секунд после начала воздействия все биологические объекты продемонстрировали реакцию избавления - покинули зону применения (мишенное поле), а в дальнейшем продемонстрировали реакцию избегания. Возникшее при воздействии физических факторов оборонительное поведение превалировало над имевшейся исходной мотивацией в выбранных моделях поведения. Кроме того, установлена возможность формирования негативной связи воздействия с окружающей обстановкой.
Непосредственно после завершения воздействия и через сутки каких-либо необратимых изменений в поведении и в физиологических показателях биологических объектов зафиксировано не было. Клинически значимых стойких изменений или поражений центральной нервной системы не зафиксировано.
Результаты экспериментального исследования показали, что нелинейно-параметрическое воздействие формирует у биологических объектов стойкую реакцию избегания области воздействия и не вызывает эффекта привыкания.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 представлена структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты.
Осуществление изобретения
Устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты содержит генератор первого акустического сигнала (1), первый акустический излучатель (2), генератор второго акустического сигнала (3), второй акустический излучатель (4), импульсный модулятор (5), блок перестройки несущих частот звуковых генераторов (6) и некогерентный оптический излучатель (7).
Устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты работает следующим образом. С выходов импульсного модулятора (5) сигналы, несущие информацию о параметрах модуляции, поступают на генераторы акустических сигналов (1, 3) и некогерентный оптический излучатель (7). С генераторов импульсно модулированные по амплитуде акустические сигналы слышимого диапазона и частотно разнесенные блоком перестройки (6) поступают на акустические излучатели (2, 4). Акустические излучатели формируют мощный свипирующий акустический сигнал, оптический излучатель в свою очередь формирует некогерентный сигнал видимого диапазона волн, длительность и частота следования импульсов которого аналогична параметрам импульсных акустических сигналов. Используя нелинейные свойства органов слуха биологических объектов (8) и усиливая рост их психоэмоционального напряжения за счет параметрических эффектов, устройство оказывает нелинейно-параметрическое воздействие и, не вызывая эффекта привыкания, формирует стойкую реакцию избегания области воздействия.
Источники информации:
1. https://www.birdgard.com/.
2. Грабовский В.И., Мосешвили А.Л. Орнитологическая защита предприятия. Пищевая промышленность. 2010. №5. с. 30-32.
3. https://www.weitech.ru/.
4. Патент РФ на изобретение от 13 апреля 2010 г. № RU 2436297 С1. Способ и устройство акустического воздействия на нарушителя. Авторы: Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А.
5. Иоффе В.К. и др. Справочник по акустике, п. 2.6. Нелинейные свойства слуха. М., с. 42-43.
6. Алдошина И. Нелинейные свойства слуха. Звукорежиссер. 1999. №7.
7. Щербаков Г.Н. Параметрическая локация - новый метод обнаружения скрытых объектов. Специальная техника. 2000. №4. с. 52-58.
8. Черкесова Л.В. Нелинейно-параметрические взаимодействия в резонансных системах различной физической природы при полигармоническом внешнем воздействии. Известия ВУЗов. Технические науки. 2003. №4. с. 11-15.
9. Луизов А.В. Инерция зрения. Оборонгиз. 1961. 249 с.

Claims (4)

1. Способ нелинейно-параметрического воздействия на биологический объект, представляющий собой птицу или животное, основанный на использовании нелинейно-параметрических эффектов органов слуха, отличающийся тем, что воздействие на биологический объект осуществляется двумя акустическими сигналами с различными несущими частотами, где несущая частота первого акустического сигнала является фиксированной, а несущая частота второго акустического сигнала является свипирующей, в диапазоне максимальной чувствительности слухового тракта биологических объектов, при этом разница между этими частотами берется в диапазоне инфранизких резонансных частот биообъекта, а также осуществляется параметрическое синхронизированное воздействие на биологический объект импульсно-модулированным оптическим некогерентным полем в видимом диапазоне волн, при этом длительность импульсов и частота их следования аналогичны параметрам импульсных акустических полей.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что несущие частоты перестраивают в диапазоне максимальной чувствительности слухового тракта биологического объекта в слышимом диапазоне.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что несущие частоты акустических сигналов импульсно модулируются по амплитуде с длительностью импульсов не менее чем минимальная длительность порога восприимчивости слухового тракта биологического объекта.
4. Устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологический объект, представляющий собой птицу или животное, способом по любому из пп. 1-3, содержащее звуковые генераторы с акустическими излучателями и импульсный модулятор, отличающееся тем, что в него введены блок перестройки несущих частот звуковых генераторов, выход которого подключен к управляющим входам звуковых генераторов, и некогерентный оптический излучатель, ко входу которого подключен импульсный модулятор.
RU2020114824A 2020-04-14 2020-04-14 Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты RU2748472C1 (ru)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114824A RU2748472C1 (ru) 2020-04-14 2020-04-14 Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты
PCT/RU2021/000150 WO2021211015A1 (ru) 2020-04-14 2021-04-08 Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты
EP21787839.6A EP4136970A4 (en) 2020-04-14 2021-04-08 METHOD AND DEVICE FOR EXERCISING A NON-LINEAR PARAMETRIC EFFECT ON BIOLOGICAL ENTITIES
IL295738A IL295738A (en) 2020-04-14 2021-04-08 A method and device for applying a non-linear parametric effect to biological entities
MX2022012687A MX2022012687A (es) 2020-04-14 2021-04-08 Metodo y dispositivo para el efecto parametrico no lineal sobre objetos biologicos.
CN202180027442.3A CN115397237A (zh) 2020-04-14 2021-04-08 对生物对象进行非线性参数化影响的方法和装置
US17/908,562 US20230095616A1 (en) 2020-04-14 2021-04-08 Method and device of nonlinear parametric influence on biological objects
CONC2022/0014742A CO2022014742A2 (es) 2020-04-14 2022-10-18 Procedimiento y dispositivo para ejercer un efecto paramétrico no lineal sobre entidades biológicas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114824A RU2748472C1 (ru) 2020-04-14 2020-04-14 Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748472C1 true RU2748472C1 (ru) 2021-05-26

Family

ID=76034105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020114824A RU2748472C1 (ru) 2020-04-14 2020-04-14 Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230095616A1 (ru)
EP (1) EP4136970A4 (ru)
CN (1) CN115397237A (ru)
CO (1) CO2022014742A2 (ru)
IL (1) IL295738A (ru)
MX (1) MX2022012687A (ru)
RU (1) RU2748472C1 (ru)
WO (1) WO2021211015A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2436297C1 (ru) * 2010-04-13 2011-12-20 Григорий Николаевич Щербаков Способ и устройство акустического воздействия на нарушителя
RU148555U1 (ru) * 2014-03-26 2014-12-10 Григорий Николаевич Щербаков Устройство акустического воздействия на нарушителя
US20170164603A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Joseph E. Kovarik System and method to drive away geese
RU173782U1 (ru) * 2016-05-30 2017-09-11 Григорий Николаевич Щербаков Устройство комплексного воздействия на нарушителя

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202007006326U1 (de) * 2007-04-30 2007-09-20 Ernst, Eberhard Gerät zur Warnung von Tieren
CN201274725Y (zh) * 2008-08-27 2009-07-22 环球爱华有限公司 扫频式超声波及声波驱鼠器
GB2469603B (en) * 2010-08-16 2011-03-30 Fish Guidance Systems Limited Deterring underwater animals from an underwater region
JP2015073499A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 株式会社Ghdキー 圧電スピーカの駆動方法、放音装置、防獣装置、防獣プログラム、防獣方法および防獣システム
CN108094402A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 好得科技(深圳)有限公司 一种多功能动物驱赶器
CN112335647B (zh) * 2020-10-14 2022-04-29 深圳供电局有限公司 超声波驱鸟方法、装置、驱鸟器和存储介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2436297C1 (ru) * 2010-04-13 2011-12-20 Григорий Николаевич Щербаков Способ и устройство акустического воздействия на нарушителя
RU148555U1 (ru) * 2014-03-26 2014-12-10 Григорий Николаевич Щербаков Устройство акустического воздействия на нарушителя
US20170164603A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Joseph E. Kovarik System and method to drive away geese
RU173782U1 (ru) * 2016-05-30 2017-09-11 Григорий Николаевич Щербаков Устройство комплексного воздействия на нарушителя

Also Published As

Publication number Publication date
MX2022012687A (es) 2022-11-07
US20230095616A1 (en) 2023-03-30
EP4136970A1 (en) 2023-02-22
WO2021211015A1 (ru) 2021-10-21
CN115397237A (zh) 2022-11-25
EP4136970A4 (en) 2023-11-29
IL295738A (en) 2022-10-01
CO2022014742A2 (es) 2022-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6250255B1 (en) Methods and apparatus for alerting and/or repelling birds and other animals
EP2144498B1 (en) Acoustic deterrence
JP6072149B2 (ja) 生物排除装置
Narins et al. Infrasonic and seismic communication in the vertebrates with special emphasis on the Afrotheria: An update and future directions
US5778591A (en) Method and apparatus for temporarily debilitating tuna and other fish to facilitate capture
RU2748472C1 (ru) Способ и устройство нелинейно-параметрического воздействия на биологические объекты
US5850372A (en) Method of alerting sea cows of the danger of approaching motor vessels
WO2012088584A1 (en) Methods for modification of insect behaviour
Dreller et al. The sense of hearing in honey bees
AU2013204487B2 (en) Acoustic Deterrence Of Mammals, And Particularly Sea Lions
RU2436297C1 (ru) Способ и устройство акустического воздействия на нарушителя
SU1724149A1 (ru) Способ привлечени полевок
JP6071946B2 (ja) 生物排除装置
Doh et al. Bottlenose dolphin (Tursiops truncatus) sonar slacks off before touching a non-alimentary target
JP6071992B2 (ja) 生物排除装置
JP6353503B2 (ja) 雑音を用いた防虫方法及び防虫装置
Kastelein et al. Atlantic Green Turtles and Hawksbill Turtles: Behavioral Responses to Sound
Bender Auditory stimuli as a method to deter kangaroos in agricultural and road environments
CN112218218A (zh) 一种基于超声波的警示装置和方法
JPS5814167B2 (ja) イルカ類の威嚇駆逐法
Suga et al. Peripheral specialization for analysis of Doppler‐shifted echoes in the auditory system of the “CM‐FM” bat, Pteronotus parnellii. II. Properties of peripheral auditory neurons
Langford et al. Binaural interaction in cat and man. IV. Critical bands
Moore et al. Underwater sound localization of pulsed pure tones by the California sea lion
JP5976039B2 (ja) 生物排除装置
Jen et al. Coordinated activity of the middle‐ear and laryngeal muscles in echolocating bats