เทคนิคแบบไม่สัมผัสวัดสัญญาณชีพในสัตว์เล็กที่มีสติ

การวัดสัญญาณชีพของสัตว์ตัวเล็กที่มีสติสัมปชัญญะมีความสำคัญต่อการประเมินสุขภาพและพฤติกรรมของพวกมัน เทคนิคการตรวจติดตามในปัจจุบัน เช่น คลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) อัลตราซาวนด์ และการตรวจคนไข้ (ฟังเสียงหัวใจและลมหายใจ) ต้องอาศัยการสัมผัสทางผิวหนังอย่างใกล้ชิดกับสัตว์และวิธีการรุกรานอื่นๆ วิธีการดังกล่าวอาจทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบายหรือเครียดกับสัตว์ 

อาจจำเป็นต้องได้รับยาสลบ 

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนก สัตว์เลื้อยคลาน และปลาเพื่อแก้ไขปัญหานี้ Xiaonan Hui และEdwin Kanจาก Cornell University กำลังพัฒนาวิธีการตรวจสอบสุขภาพของสัตว์ขนาดเล็กที่ไม่รุกรานน้อยกว่า โดยอิงจากคลื่นความถี่วิทยุ (RF) near-field coherent sensing (NCS) พวกเขาทราบว่าวิธีการนี้ส่งผลกระทบน้อยที่สุดต่อจังหวะของสัตว์ในแต่ละวัน โดยแทบจะไม่สังเกตเห็นการวัดที่ดำเนินอยู่เลยด้วยซ้ำ

Hui และ Kan ตรวจสอบการตั้งค่า NCS สองครั้ง ประการแรกเกี่ยวข้องกับระบบไร้สายที่ใช้สถาปัตยกรรมการระบุตัวตนด้วยคลื่นความถี่วิทยุ (RFID) ที่มีแท็กการตรวจจับแบบพาสซีฟราคาไม่แพง ในการตั้งค่านี้ เครื่องอ่านฮาร์มอนิกจะส่งสัญญาณดาวน์ลิงก์ที่ความถี่fผ่านเสาอากาศส่งสัญญาณของเครื่องอ่าน สัญญาณนี้เพิ่มพลังให้แท็ก RFID ฮาร์มอนิกแบบพาสซีฟที่วางอยู่ในบริเวณใกล้เคียงของสัตว์ และจะถูกแปลงเป็นความถี่ฮาร์มอนิกที่สองที่ 2 f

ตราบใดที่สัตว์อยู่ภายในระยะใกล้ของเสาอากาศแท็กการตรวจจับ การเคลื่อนไหวภายในและภายในร่างกายของมันจะเชื่อมโยงกับสัญญาณที่กระจัดกระจายและส่งไปยังเสาอากาศรับของเครื่องอ่านฮาร์มอนิก วิธีการนี้ ปรับใช้ได้โดยไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา เหมาะสำหรับใช้ในที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของสัตว์ด้วยแท็ก RFID ที่ทนทานต่อสภาพอากาศ และเครื่องอ่านที่วางอยู่ใกล้ ๆ

วิธีที่สองแทนที่การเชื่อมโยงแบบไร้สาย

ระหว่างเครื่องอ่านและแท็กฮาร์มอนิกด้วยสาย RF ที่นี่ เครื่องอ่านฮาร์โมนิกส่งสัญญาณการตรวจจับ NCS โดยตรงที่2fและวางไว้ในช่วงระยะใกล้ของสัตว์ที่ทดสอบ สัญญาณ NCS ที่มอดูเลตโดยสัญญาณชีพของสัตว์จะได้รับจากเสาอากาศเครื่องอ่าน การออกแบบนี้ช่วยลดสัญญาณรบกวนและเหมาะสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการในร่มเพื่อเปรียบเทียบวิธีการ NCS ของพวกเขากับวิธีการเฝ้าสังเกตในปัจจุบัน Hui และ Kan ได้ดำเนินการตรวจวัด NCS และ ECG แบบซิงโครไนซ์กับหนูที่ดมยาสลบ ช่วงเวลาการเต้นของหัวใจที่ดึงมาจากข้อมูล NCS และ ECG ตรงกันอย่างใกล้ชิด นักวิจัยแนะนำว่า NCS มีความแม่นยำเพียงพอที่จะแทนที่ ECG สำหรับการศึกษาพฤติกรรมโดยพิจารณาจากความผันแปรของอัตราการเต้นของหัวใจ

ต่อไป นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการใช้ NCS แบบไม่รุกรานกับสัตว์ขนาดเล็กที่มีสติสัมปชัญญะหลายชนิด ซึ่งวิธีการเฝ้าสังเกต เช่น ECG นั้นทำได้ยาก ถ้าไม่สามารถทำได้ เหล่านี้รวมถึงสัตว์เลี้ยงหนูแฮมสเตอร์สีทอง นกแก้ว เต่ารัสเซีย และปลากัด

หนูแฮมสเตอร์ภายใต้การวัดที่มีแท็กตรวจจับ ตัวอย่างเช่น หนูแฮมสเตอร์ได้รับการตรวจสอบในกรงโดยใช้ NCS ทั้งแบบไร้สายและแบบมีสายจากภายนอกกรง นักวิจัยได้รับรูปคลื่นของระบบทางเดินหายใจและการเต้นของหัวใจโดยที่หนูแฮมสเตอร์ไม่รับรู้ถึงอุปกรณ์ดังกล่าว ลักษณะของรูปคลื่นการเต้นของหัวใจจะคล้ายกันในแต่ละจังหวะระหว่างการบันทึก และคล้ายกับในหนูที่ได้รับการดมยาสลบ (ด้วยช่วงการเต้นของหัวใจนานขึ้น 20%)

นักวิจัยยังประสบความสำเร็จในการตรวจพบลักษณะโดยละเอียดของการเต้นของหัวใจและการหายใจในนกแก้วและเต่า คิดว่ามีการบันทึกการเต้นของหัวใจในปลา แต่จำเป็นต้องมีการ

ศึกษาเพิ่มเติมเพื่อยืนยันการค้นพบนี้

“ระบบ NCS ของเราที่มีการตั้งค่าที่สะดวกไม่เพียงแต่ให้ความสามารถในการตรวจจับที่ไม่เคยทำได้มาก่อน แต่ยังปรับปรุงโปรโตคอลการทดสอบกับสัตว์โดยไม่เป็นอันตรายต่อสวัสดิภาพหรือรบกวนจังหวะชีวิต” Hui และ Kan กล่าวสรุป “การสาธิตของเราสามารถปรับให้เข้ากับสายพันธุ์อื่นๆ และการตั้งค่าห้องปฏิบัติการเพื่อให้การศึกษา การดูแล และการประเมินสัตว์มีมนุษยธรรมมากขึ้น วิธีการของเรายังให้การวัดสัญญาณชีพที่เป็นกลางของสัตว์ที่ถูกเฝ้าติดตามในสภาพธรรมชาติ”

นอกจากนี้เรายังต้องการตอบคำถามการวิจัยอื่นๆ เช่น ต้องการความก้าวหน้าทางเทคนิคหรือวิศวกรรมใดบ้าง ต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานอะไรและที่ไหน? ควรมีการวางนโยบายใดบ้างและอาจมีผลที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นบ้าง หากมีการขนส่งถ่านหินทางรางน้อยกว่า อย่างที่เกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกา อาจมีผลกระทบต่อหรือสร้างโอกาสสำหรับการเปลี่ยนแปลงกิริยาช่วยหรือไม่?

ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ซึ่งกำหนดขึ้นเมื่อ 150 ปีที่แล้ว เป็นหนึ่งในความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ และยังคงให้ผลลัพธ์ใหม่ๆ มาจนถึงทุกวันนี้ ในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์ในNature Communicationsนักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพื้นผิวที่ส่วนต่อประสานบางอย่างซึ่งเกิดขึ้นจากการแก้สมการของแมกซ์เวลล์แบบคลาสสิกก็มีต้นกำเนิดทางทอพอโลยีอย่างหมดจดเช่นกัน

ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ได้รวมเอาไฟฟ้าและแม่เหล็กเข้าไว้ด้วยกัน โดยให้คำอธิบายขั้นสูงสุดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งแสง และทฤษฎีสัมพัทธภาพที่คาดการณ์ไว้ และทฤษฎีสนามที่พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20 ประมาณ 60 ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์พบว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแพร่กระจายได้ ไม่เพียงแต่ในที่ว่าง แต่ยังเป็นคลื่นพื้นผิวที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวกลางต่างๆ เช่น ระหว่างโลหะกับอากาศหรือแก้ว ส่งผลให้มีการพัฒนาพลาสโมนิกส์และเมทาเมทาเรียล ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่พื้นผิวเป็นรากฐานของปรากฏการณ์มากมายและการใช้งานที่มีประโยชน์

ระบบควอนตัมทอพอโลยีเป็นอีกพื้นที่หนึ่งของฟิสิกส์สมัยใหม่ ซึ่งคลื่นพื้นผิวมีบทบาทสำคัญ ในระบบเหล่านี้ โหมดพื้นผิวนั้นแข็งแกร่งมากต่อการรบกวนเล็กน้อยและการเสียรูปอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงมักถูกเรียกว่าสถานะที่มีการป้องกันทางทอพอโลยี ในงานวิจัยล่าสุดนี้ นักวิจัยซึ่งเป็นความร่วมมือจากญี่ปุ่น เกาหลี ออสเตรเลีย และสหรัฐอเมริกา แสดงให้เห็นว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพื้นผิวที่คุ้นเคยที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อไอโซโทรปิกที่เป็นเนื้อเดียวกันต่างกันมีต้นกำเนิดคล้ายกับสถานะทอพอโลยีควอนตัมเหล่านี้

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย