Spectrum数字化仪卡将海豚声呐点击转为鼠标点击

海豚将通过移动水下屏幕光标进行交流

海豚能够凭借其高度精准的回声定位能力，在极小的区域进行觅食。位于佛罗里达群岛的海豚研究中心（DRC）正在开展一项研究项目，利用15个水听器组成的阵列来捕捉海豚发出的声呐点击信号，并通过Spectrum 仪器提供的16通道数字化仪系统进行采集。数据使用定制化 AI 程序进行处理，以便通过获取的不同信号锁定海豚的位置。2025年底该实验将进入第二阶段，这套系统将被用于水下屏幕的光标控制，实验人员则能够通过海豚移动光标查看实验结果。

海豚研究中心 IT 部主管 Jesse Fox 表示：“我对这个项目充满热情，因为它将为我们开启更多与海豚交流的途径。目前，我们仍然缺乏客观的方法来收集海豚对不同刺激或‘问题’的反应。新方法背后的概念由来已久，但它的复杂程度明显要高得多。如果海豚能够操控一个实时移动的光标，我们将能够在动物认知领域和海豚行为理解方面迈出崭新的一步。我们希望在2025年底实现这一目标。届时，我最想做的第一件事情就是为海豚开发一个绘画程序，让它们能够尽情的创作！”

“我们的项目团队最近更换了数字化采集卡，因为此前使用的采集卡会收集过多的数据，其导致的缓冲问题为数据的实时处理带来了阻碍。”Fox 进一步解释道：“Spectrum的数字化采集卡能精准捕获回升定位所需的数据量，更能采集足够的环境音提供 AI 解析。此外，我们使用 Spectrum的 SBench 6 软件来控制采集卡，整个设置过程和使用都非常简单。”


一套由水听器、数字化仪和定制开发AI组成的装置，能够精确定位海豚声呐信号点击

在该项目中，研究人员使用了两块 Spectrum M2p.5913 数字化采集卡，每块卡的采样速率为 5 MS/s，拥有8 个通道和 16 位分辨率。为了确保两款卡片完全同步，Spectrum仪器使用了Star-Hub 模块进行连接。设备能够精确处理 15 个水听器的信号，进而确定海豚回声定位所聚焦的位置。这些 ADC 采集卡具备大容量板载内存能够持续收集和传输数据，进而避免缓冲延迟。该设备每周处理的数据量预计将超过 8TB，这些数据将上传至 Google Drive 进行后续分析和 AI训练。

显然，人类无法直接为海豚示范如何移动光标。幸运的是，海豚天生极具好奇心，可以通过训练引导其在特定区域执行回声定位。该研究项目希望通过鼓励海豚的探索与尝试，观察其反应并评估其自主学习能力。年轻的雄性海豚在此类任务中表现出显著优势，并有望通过自主探索掌握在屏幕上移动光标的技能。此外，海豚之间也存在相互学习的现象，这有助于新技术快速在整个群体中传播并被接纳。


两块M2p.5913 数字采集卡提供16 个采集通道，仅占用两条 PCIe 插槽。Spectrum仪器的 M2p.59xx 系列产品能够提供 24 款不同型号，采样速率从 5 MS/s 至 125 MS/s，每张卡支持 1 至 8 个通道，均为16 位分辨率，适用于不同的研究需求。

在海豚学会使用绘画程序后，Fox 还准备开发一系列游戏以丰富其日常生活。他表示：“海豚与人类有很多相似之处，但又截然不同。这个项目将帮助我们更深入地理解它们的思维方式。”他还表示，每只海豚的兴趣点和受激励的方式都千差万别。例如，在一次实验中，两只海豚需要在差不多相同的时间用鼻子按下按钮，才能获得食物奖励。当它们掌握这项技能后，其中一只海豚便选择不再参与。因为对它而言，人类的赞美远远比获得食物奖励更加重要。Fox 补充道：“毕竟，闪耀的明星也渴望喝彩。”

关于海豚研究中心

海豚研究中心成立于1984年，位于佛罗里达州格拉西岛。海豚研究中心的第一只海豚曾主演过 1963 年上映的电影《海豚弗利珀》 （Flipper），如今她的后代仍生活在这里。中心不仅开展海豚繁育计划，还收养了无法野外生存的受伤海豚。海豚们生活在一个天然环礁湖中，湖区设有特殊的可脱离围栏，确保海豚的安全，同时防止掠食者进入。欲了解更多信息，请访问 https://dolphins.org。

关于Spectrum仪器

Spectrum仪器公司成立于1989年，采用独特的模块化理念设计并生产了200多种数字化仪和信号发生器产品，其中包括PC卡（PCIe和PXIe）以及独立的以太网设备（LXI）。在过去的35年间，Spectrum仪器已经赢得了全球众多客户的信赖，产品也被众多行业领军企业和多所知名大学广泛使用。Spectrum仪器总部位于德国汉堡附近，旗下产品均可享受长达五年的质保，以及来自工程师团队的卓越服务。更多详情，请访问公司官网www.spectrum-instrumentation.com 。