当水体中出现污染物时,淡水贻贝是最先反应的生物之一。基于这一点,设计了一种新型的安装在贻贝上的传感器,作为发现早期水污染的一种手段。

贻贝是通过打开贝壳,过滤水中的微小生物来进食的。尽管这些软体动物通常群居生活(也称为床群),但这些群体的成员却通常不会同时进食。也就是说,通常情况下它们是独立地打开和关闭贝壳的。
然而,如果有害的水性物质流过一群贻贝,它们都会突然同时关闭贝壳。这就是新型传感器发挥作用的工作原理。
该传感器由 North Carolina State University 的一个团队设计,由两个相连的惯性测量单元组成。一个惯性测量单元贴在贻贝壳的一侧,另一个贴在另一侧。每个惯性测量单元都包含一个加速度计和一个磁力计。
当贻贝关闭贝壳时,贝壳两侧的角度突然改变,所以两个惯性测量单元会检测到这个动作。因此,如果一个床群中的多个贻贝都装备了传感器,就有可能判断它们是否同时关闭贝壳。
一个组的所有传感器都可以通过导线连接到太阳能供电的采集处理器上。处理器通过4G网络持续传输数据。如果检测到群体闭壳,管理员就可以立即开始寻找可能的污染物来源。

在鱼缸中对淡水贻贝进行测试时,这些传感器能够持续检测到小于1度的贝壳运动。尽管目前这些设备最多只能同时用于四个贻贝,但这项技术理论上可以同时跟踪数十个贻贝。
"我们的目标是建立一个'贻贝物联网',监测它们个体和集体的行为,"与 Jay Levine 教授共同领导这项研究的 Alper Bozkurt 教授说。"这最终将使我们能够将它们用作环境传感器或哨兵。"
本研究论文最近发表在《IEEE Sensors Letters》期刊上。读者还可以了解 Northwestern University 进行的另一项研究,该研究制造了贻贝形状的"贻贝机器人"传感器,用于追踪气候变化对海洋环境的影响。
参考文献:https://newatlas.com/science/mussels-pollution-sensors/
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