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生物学与医学

“始终提供卓越的支持”

对温德米尔博士关于昆虫听觉与激光振动测量的采访

来自格拉斯哥斯特拉斯克莱德大学的温德米尔博士正在研究昆虫的听觉。我们就他的研究以及Polytec的光学振动计在其中发挥的作用对他进行了采访。

温德米尔博士,您目前从事仿生技术研究,能否请您介绍一下您当前的研究兴趣和具体工作?

我们当前的研究重点是学习生物系统如何感知(并产生)声音。随后,我们将以此基础研究为灵感,开发新型工程声学系统。这涵盖了不同的应用领域。目前的主要方向是受昆虫听觉启发,研制新型微型麦克风设备。

这些麦克风旨在应用于手机和助听器行业,仅举几例。昆虫的耳朵具有多种值得借鉴的有用特性。其中包括:尽管体积微小,其灵敏度却远高于任何人类设计的设备。此外,它们还具备实现其他功能的有趣机制,主要例子是定向性——能够制造出远小于我们感兴趣的待分析声波波长的定向麦克风。 此外,我们还在研发受自然启发的超声波系统,用于无损检测。

先进的振动测量在您的研究中发挥什么作用?能否请您描述一个典型的应用场景?

许多不同的昆虫都能听到声音。听觉在昆虫中已经独立进化了19次。许多昆虫拥有鼓膜耳(即类似于人耳鼓膜的膜状结构)来感知声音。 我们关注的是该结构的振动响应。生物系统既非线性,也非均匀的,因此我们需要使用扫描激光振动测量法来分析昆虫的“耳膜”如何对声音作出响应。如今,借助MSA-100-3D设备,我们已开始分析耳膜在三维空间中的运动情况。

为什么选择使用Polytec 的MSA-100-3D(Micro System Analyzer )?您认为它有哪些优势和益处?

昆虫的听觉器官以及我们受其启发而研发的微型麦克风,其直径通常小于1毫米。耳膜在响应正常声音时会发生几纳米的位移,而昆虫甚至能探测到导致耳膜产生亚纳米级振动的声响。

作为复杂的三维结构,我们认为鼓膜并非仅仅在平面内移动,而是会在三维空间中进行复杂的运动。因此,MSA-100-3D 使我们能够测量这些微小结构在响应声音时沿三维空间的运动情况。

您对Polytec 提供的个性化支持有何体验?

体验非常出色。无论是英国还是德国的Polytec 员工,始终都为我提供了直接支持。从关于其系统的技术问题到应用程序故障,他们在各个层面都给予了帮助。在为新应用配置新系统方面,他们的支持非常出色。而在新系统的部署和使用过程中,他们也始终保持着这一高水准的服务。此外,对于我们较旧的Polytec 设备,他们也一直提供着非常有帮助的技术支持。

您对未来有何期待?

在我自己的研究实验室中,我相信凭借全新的Polytec MSA-100-3D所具备的能力,将开启更多引人入胜的研究与工程课题。我们现在具备了测量三维空间中微型装置运动的能力。未来几年,我们将致力于分析和理解这些新测量的结果。

Polytec 在过去的几年里,xml-ph-0000@deepl.internal已经证明了其在振动测量技术开发领域的领导地位。我相信这一优势将持续下去,并期待看到他们在该领域的研发成果将引领我们走向何方。

温德米尔博士,感谢您接受本次采访,并祝您未来一切顺利。

图片来源:除非另有说明,否则图片均由作者提供

我们的作者

Dr. James Windmill
格拉斯哥斯特拉斯克莱德大学超声波工程中心
www.strath.ac.uk

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