Биоэлектрическое обнаружение вторжений — это технология, которая использует изменения слабых электрических сигналов, производимых живыми организмами, для обнаружения потенциальных угроз. Когда происходит внешняя стимуляция или навязчивое поведение, электрическое поле или физиологическая электрическая активность организмов (таких как растения или некоторые животные) претерпевают определенные изменения, которые могут быть зафиксированы прибором. Это ее основной принцип. Эта технология обеспечивает новое, более естественное и скрытое измерение восприятия традиционных областей безопасности и мониторинга.
В чем заключается принцип биоэлектрического обнаружения вторжений?
Ключевым моментом обнаружения биоэлектрического вторжения является захват и анализ аномальных колебаний биоэлектрических сигналов. Например, когда многие растения получили механические повреждения, были погрызены насекомыми или подверглись резким изменениям окружающей среды, это произойдет со многими растениями. Трансмембранный потенциал их листьев и корней изменится, что, в свою очередь, запускает системную передачу электрического сигнала. Эти сигналы, называемые «потенциалами действия» или «вариационными потенциалами», представляют собой стрессовую реакцию растений на внешние раздражители.
Использование высокочувствительных электродных датчиков, прикрепленных к поверхности стеблей и листьев растений, позволяет непрерывно отслеживать потенциальные изменения на уровне микровольт. Система мониторинга построит базовую линию биоэлектрического сигнала в нормальном состоянии. Как только злоумышленник коснется, взберется или разрушит растение, сигнал значительно отклонится от базовой линии и вызовет сигнал тревоги. Это фактически превращает сам организм в большой и чувствительный «живой сенсор».
Каковы сценарии практического применения биоэлектрического обнаружения?
В рамках точной защиты сельскохозяйственных культур эту технологию можно использовать для отслеживания незаконных вторжений в сады или ценные посевные площади. Организуйте сенсорную сеть на защитном лесу или посевах. Как только человек или животное пересекает его и прикасается к нему, система может определить место вторжения. По сравнению с традиционными инфракрасными лучами, они более скрыты и их трудно избежать. Это обеспечивает фермам и плантациям биологический кордон без слепых зон.
В экологических заповедниках или чувствительных приграничных районах густая местная растительность может использоваться в качестве естественной сенсорной сети. Обнаружение вторжений на большие территории может быть достигнуто без необходимости проведения крупномасштабных раскопок, прокладки и установки заметных устройств. Кроме того, его можно использовать в зеленых зонах вокруг некоторых элитных объектов для усиления защиты периметра без ущерба для эстетики ландшафта.
Каковы преимущества технологии биоэлектрического обнаружения?
Его основное преимущество заключается в чрезвычайно высокой скрытности и интеграции с окружающей средой. Основу системы обнаружения составляют растения естественного происхождения. Датчики, как правило, небольшие по размеру и тщательно замаскированы, что чрезвычайно затрудняет их идентификацию и уничтожение злоумышленниками. Это позволяет избежать проблемы, заключающейся в том, что традиционное электронное оборудование легко обнаружить и целенаправленно устраняет неисправности, обеспечивая истинное «невидимое» предотвращение.
Он обладает характеристиками экологичности и устойчивости. Система действует на основе естественной физиологической деятельности живых организмов, потребляет чрезвычайно мало энергии и не создает светового загрязнения или загрязнения электромагнитным излучением. Он расширяет границы восприятия безопасности и глубоко интегрирует живые тела с электронными системами, тем самым обеспечивая инновационные идеи для Интернета вещей и интеллектуального восприятия окружающей среды.
Как биоэлектрические сигналы отличают вмешательство от реального вторжения
Ключом к различению является распознавание шаблонов сигналов и объединение нескольких датчиков. Колебания сигнала, вызванные ветром и дождем, обычно имеют определенные характеристики частоты и амплитуды и могут быть синхронизированы на большой территории. Однако форма волны, скорость распространения и продолжительность сигналов, генерируемых такими агрессивными действиями, как механическое повреждение, постоянное давление или обрыв ветки, совершенно различны. С помощью алгоритмов глубокого обучения модель распознавания можно постоянно оптимизировать.
В систему обычно входят датчики окружающей среды, такие как вибрация, звук или данные, генерируемые микрометеостанциями. Когда в биоэлектрическом сигнале возникает аномалия, это также время, когда система проводит перекрестную проверку, чтобы увидеть, есть ли соответствующий вибрационный сигнал или аномальный звуковой сигнал в текущий период. Только когда несколько цепочек доказательств совпадают, можно с высокой степенью достоверности подтвердить событие вторжения, тем самым эффективно снижая уровень ложных тревог.
Каковы технические трудности в биоэлектрических системах обнаружения?
Основная трудность на данный момент заключается в стабильности и стандартизированной интерпретации сигнала. Биоэлектрические сигналы чрезвычайно слабы, и на них легко влияют влажность почвы, температура, стадия роста растения и состояние здоровья, а базовый уровень будет дрейфовать. Для этого необходимо, чтобы датчик имел чрезвычайно высокое соотношение сигнал/шум, а алгоритм должен иметь возможности адаптивной калибровки, чтобы отличить, является ли это изменением циркадного ритма или внешней угрозой.
Другая трудность заключается в стоимости развертывания и стоимости обслуживания системы. Необходимо построить стабильную и надежную сеть, охватывающую большую территорию, и необходимо вложить много инженерных исследований в надежность датчиков, беспроводное питание и передачу данных, а также в долгосрочное обслуживание. Существуют огромные различия в характеристиках сигналов между разными видами растений, и необходимо создать огромную базу данных.
Каково будущее направление развития биоэлектрического обнаружения?
Будущий прогресс будет сосредоточен на интеллектуальном синтезе и миниатюризации систем. С помощью интегрированных периферийных вычислений искусственного интеллекта каждый сенсорный узел может выполнять предварительную обработку сигнала и принимать решения на месте. Только загрузка информации о тревогах может значительно снизить потребление энергии и нагрузку на передачу данных. Вместе с исследованиями и разработками бионических или гибких электродов они могут сосуществовать с растениями в течение длительного времени с минимальным вмешательством, обеспечивая пожизненный мониторинг.
Долгосрочное направление заключается в создании обширной сети экологических датчиков и подключении бесчисленных узлов датчиков растений. Это будет использоваться не только для обеспечения безопасности, но также позволит осуществлять мониторинг состояния леса в режиме реального времени, а также обеспечивать раннее предупреждение о вредителях и болезнях или лесных пожарах. Эта технология надеется стать экологически разумным нервным окончанием, позволяющим людям слушать «звуки» природы по-новому! Предоставляйте глобальные услуги по закупкам слабых текущих интеллектуальных продуктов!
С вашей точки зрения, каковы наиболее важные этические или практические проблемы при превращении природных организмов, таких как растения, в часть системы безопасности? Я рад поделиться вашим мнением и идеями в области комментариев. Если вы чувствуете, что эта статья может вас вдохновить, пожалуйста, поставьте ей лайк, чтобы поддержать ее, и поделитесь ею с большим количеством заинтересованных друзей.
Добавить комментарий