国外科研团队研发用光纤传感器来检测害虫的方法

　　当前，一种被列为危害最大的枣树害虫的红甲虫，每年都在世界范围内造成数百万美元的经济损失。现在，KAUST研究团队已经找到了一种成本效益高的方法，利用激光脉冲检测感染的早期阶段，给农民足够的时间来拯救他们的树木。

　　红掌象甲是一种飞行甲虫，以枣树为食，在枣树上产卵。KAUST研究科学家Islam Ashry解释说，当红掌象甲的感染在树上造成明显的痛苦迹象时，拯救它们已经太迟了。目前有几种方法被用来检测红棕榈象甲的感染，但在大型棕榈农场中并不可靠或可行。这些方法包括使用嗅探犬，用基于计算机的断层扫描技术对树木进行筛选，并将声音探针插入树干以检测象鼻虫幼虫的咀嚼声。

　　KAUST教授Boon S.Ooi在阅读一篇关于这些疾病的破坏性影响的文章时认识到，他在光子学方面的工作可能对此有帮助的。他解释说：“光纤可以有效地探测几公里外非常微弱的声音。”他领导了一个研究小组，与沙特阿拉伯环境、水和农业部的尤塞夫·费哈德（Yousef Al-Fehaid）合作，研究光纤是否可以作为一种成本效益高、无创性的手段来检测幼体发出的早期咀嚼声。

　　他们开发了一种方法，将激光脉冲从传感设备发送到光纤中，光纤可以缠绕在大片地区的多棵树的树干上，声音与光纤内部的光信号相互作用，改变其频率。光纤将数据反馈到传感器中，传感器以相对的精度可以告知农民哪些树木健康，哪些树木受到感染。

　　在使用他们的系统之前，研究人员记录了12天大的幼虫来识别它们的声音特征，他们还记录和识别了典型背景噪音的声音特征，如风和鸟。声音的频率差异很大，他们可以在传感器上安装一个滤镜，滤除大部分不相关的噪音。他们还开发了一种算法，可以分析传入的信号来消除幼虫的噪音，对小树的实验室测试表明，该系统可靠地区分了健康树和受害树。

　　KAUST研究所的科学家袁茂说：“我们的传感器可以用一根10公里长的光纤对大约1000棵棕榈树进行无创、全天候、低成本的同时监测，检测到12天大的幼虫。”。

　　该小组下一步计划将其传感系统部署在大型露天农场，这将需要对系统进行修改，包括先进的信号处理技术，可以丢弃在这些环境中发现的噪音。