Praktické základy technologie ALCsim®

Nezáleží jen na tom, zda plašič vydává ultrazvuk, ale především na tom, jak je jeho signál technicky navržen. Tento článek vysvětluje, v čem se liší plašiče první a druhé generace a proč technologie ALCsim® v zařízeních Deramax II. generace představuje zásadní krok vpřed v účinnosti ultrazvukových plašičů škůdců.

Kmitočtový rozsah

Čím vyšší je použitý ultrazvukový kmitočet, tím menší je pravděpodobnost možného negativního vlivu na člověka nebo na domácí a hospodářská zvířata. Právě proto je správná volba kmitočtového pásma jedním ze základních parametrů, které rozhodují o tom, zda bude ultrazvukový plašič kun nebo hlodavců skutečně účinný a současně bezpečný.

Naše plašiče II. generace s technologií ALCsim® pracují v kmitočtovém pásmu kolem 40 kHz. Toto pásmo představuje z hlediska hlukových norem nejvyšší běžně posuzovanou oblast. U vyšších ultrazvukových kmitočtů již normativní limity obvykle stanoveny nebývají, protože se jejich možný negativní vliv považuje za velmi nepravděpodobný, a to i při extrémních hladinách akustického tlaku. Využití pásma 40 kHz je přitom výhodné nejen z hlediska bezpečnosti, ale také z hlediska vysoké účinnosti akustických plašičů, respektive odpuzovačů, proti myšovitým a lasicovitým škůdcům, tedy včetně kunovitých.

Jde sice o poměrně komplexní problematiku, ale alespoň okrajově ji lze vysvětlit ze dvou důležitých hledisek. Prvním je to, že aktuální vědecký výzkum potvrzuje podstatně významnější nervové odezvy v mozku myší a potkanů v reakci na vyšší ultrazvukové frekvence, než se dříve předpokládalo na základě standardních audiogramů. Druhým hlediskem je intenzita olivokochleárního ochranného reflexu MOCR, která je mimo jiné závislá i na frekvenci akustického signálu působícího na kochleární systém. Vysoké ultrazvukové kmitočty kolem 40 kHz jsou tak z tohoto pohledu mnohem vhodnější pro použití v ultrazvukových plašičích hlodavců a lasicovitých než nižší kmitočty přibližně od 20 kHz do 32 kHz.

V našich plašičích II. generace s ALCsim® tedy využíváme nejvhodnější kmitočtové pásmo z hlediska třetinooktávové kmitočtové analýzy, a to právě pásmo 40 kHz. Vyšší kmitočtové pásmo už z hlediska účinnosti proti hlodavcům a lasicovitým smysl používat nemá. Co se týče bezpečnosti pro člověka a domácí a hospodářská zvířata, představuje 40 kHz již velmi bezpečné pásmo, v němž nehrozí žádná zdravotní rizika, pokud je současně dodržena bezpečná hladina akustického tlaku. Z hlediska účinnosti ultrazvukových plašičů škůdců proti hlodavcům a lasicovitým a současně z hlediska bezpečnosti pro člověka a domácí zvířata je tedy třetinooktávové pásmo 40 kHz nejvhodnějším kmitočtovým pásmem pro využití v ultrazvukových plašičích hlodavců a lasicovitých. Kmitočtový rozsah tohoto pásma je přibližně 35 kHz až 45 kHz.

Využití kmitočtu 40 kHz má současně zásadní význam i z hlediska omezení habituace škůdců na signál plašiče. Dorsomediální pole (DM) sluchové kůry myšovitých i kunovitých představuje oblast specializovanou na zpracování ultrazvukových akustických signálů, přičemž její funkční vlastnosti se zásadně liší od primární sluchové kůry (AI), zejména z hlediska plasticity a paměťového přetváření. DM vykazuje silnější odpovědi na frekvence kolem 40 kHz a výše, avšak na rozdíl od AI nevykazuje výraznou zkušenostně podmíněnou plasticitu paměti po dlouhodobé akustické expozici. Využití vyšší ultrazvukové oblasti okolo kmitočtu 40 kHz tedy zajišťuje zvýšenou rezistenci vůči habituaci škůdců na signál plašiče. Jinými slovy: i tam, kde by běžná plašička na kuny nebo jednoduchý plašič na myši postupně ztrácely účinnost, je pásmo 40 kHz z hlediska dlouhodobého působení výrazně výhodnější.

Kmitočty okolo 40 kHz a vyšší mají u myšovitých a kunovitých obecně mimořádný biologický význam. Akustické podněty s kmitočtem přibližně 40 kHz a vyšším například u myší vyvolávají v oblasti core auditorické kůry (AAF/A1) řízenou inhibici odpovědí na podněty s nižšími ultrazvukovými a zvukovými kmitočty. Jde o mechanismus selektivního, inhibičně zprostředkovaného potlačení mimopásmové aktivity (lateral-band suppression), který vede ke zvýšení kontrastu a ke zlepšení detekovatelnosti ultrazvukového signálu v pásmu nad 40 kHz ve srovnání s nižšími kmitočty.

Současně ani opakovaná a dlouhodobá expozice behaviorálně významným ultrazvukovým signálům s kmitočtem okolo 40 kHz a vyšším nevede k rozšíření, oslabení ani zúžení jejich kortikální reprezentace v oblasti core auditorické kůry (AAF/A1). Jinými slovy, při dlouhodobé expozici cílových škůdců podnětům o kmitočtu 40 kHz a vyšším nedochází k habituaci ve formě vyhasínání senzorické mapy na úrovni primární sluchové kůry. To je jeden z klíčových důvodů, proč musí být kvalitní ultrazvukový plašič kun a hlodavců postaven právě na správně zvoleném kmitočtovém pásmu a ne jen na intuitivní představě o „silném ultrazvuku“.

Akustický tlak

I kdybychom naše plašiče II. generace porovnávali s kterýmkoli jiným ultrazvukovým plašičem jen z hlediska samotného akustického tlaku ultrazvukového signálu a bezpečnosti, patřily by naše plašiče II. generace k nejvýkonnějším a současně nejbezpečnějším akustickým plašičům hlodavců a lasicovitých na světě. To je zásadní zejména tam, kde ultrazvukový odpuzovač myší a kunovitých provozován v dosahu člověka nebo domácích a hospodářských zvířat.

Aby totiž bylo možné skutečně zajistit maximální bezpečnost a zároveň maximální výkon, je možné využívat pouze určitou nejvyšší hodnotu akustického tlaku ultrazvukového signálu, která navíc platí vždy jen pro konkrétní kmitočtový rozsah. Plašiče II. generace s ALCsim® generují maximální možný akustický tlak právě na nejvyšším a současně optimálním kmitočtovém rozsahu z hlediska účinnosti na hlodavce a lasicovité.

Termín „maximální možný akustický tlak“ v našem pojetí znamená, že jde o takovou hodnotu akustického tlaku, která je s rezervou zcela bezpečná i při použití v obytných a pracovních prostorách. Akustický tlak jakéhokoli ultrazvukového plašiče provozovaného v dosahu člověka nebo domácích a hospodářských zvířat nelze zvýšit nad úroveň hodnot využitých v našich plašičích II. generace s ALCsim®, protože by tím došlo ke snížení bezpečnosti takového zařízení a k možnému ohrožení zdraví člověka nebo domácích zvířat. V praxi to znamená, že skutečně kvalitní ultrazvukový plašič hlodavců, respektive odpuzovač hlodavců nemůže být navržen stylem „co nejvyšší tlak za každou cenu“. Musí být navržen těsně pod hranici maximálního bezpečného výkonu, nikoli za ní.

Akustický výkon

Je možné zvýšit výkon plašičů škůdců II. generace s ALCsim®, jestliže je využitelná horní hranice akustického tlaku pevně stanovena a nelze ji z bezpečnostních důvodů překročit? Ano, je to možné, a to s využitím více nezávislých generátorů akustického signálu.

Jak si vlastně představit akustický tlak a akustický výkon? Pomoci může jednoduché přirovnání. Představme si tlakovou myčku s tryskou. Aby nemohlo dojít k úrazu, je tlak trysky omezen na určitou bezpečnou hodnotu. Stejně jako tlak vody z jedné trysky si můžeme představit akustický tlak vycházející z jednoho piezoměniče v plašiči škůdců. Jestliže je však tlak vody v uvedené tlakové myčce z bezpečnostních důvodů omezený, jak můžeme zvýšit výkon celé myčky? Jednoduše tak, že použijeme více trysek se stejným maximálním, ale bezpečným tlakem. V plašičích II. generace s ALCsim® zvyšujeme výkon obdobným způsobem a využíváme více samostatných generátorů s generováním ultrazvukového signálu do různých směrů.

V plašiči hlodavců a kun Deramax-Ultima využíváme čtyři nezávislé generátory a v plašiči Deramax-Audit pak dva nezávislé generátory. Tím dosahujeme zásadního zvýšení akustického výkonu bez jakéhokoli snížení bezpečnosti plašičů – respektive odpuzovačů. Dochází tak ke zvýšení celkové energie akustického signálu, která vyplňuje prostor chráněný plašičem, ale nikoli ke zvýšení samotného akustického tlaku, který zařízení generuje. Prakticky to znamená, že plašič na kuny a hlodavce nemusí riskantně zvyšovat tlak na hranici poškození sluchu. Vyšší účinnosti lze dosáhnout i chytřejším konstrukčním řešením.

Zvýšení výkonu plašičů škůdců nad úroveň našeho plašiče Deramax-Ultima dalším navýšením akustického výkonu pomocí více generátorů signálu už ale nedává smysl. Maximální smysluplný počet nezávislých generátorů signálu jsou čtyři, a to je také počet nezávislých generátorů signálů u plašiče Deramax-Ultima. Akustický výkon neboli „skládaná hlučnost“ se počítá s pomocí logaritmické funkce. Jestliže máme jeden zdroj zvuku s hladinou akustického tlaku (SPL) například 95 dB, pak akustický výkon tohoto zdroje bude také 95 dB. Přidáme-li k tomuto zdroji zvuku druhý shodný zdroj zvuku, dosáhneme akustického výkonu 98,1 dB. Přidáme-li třetí zdroj, dosáhneme akustického výkonu 99,77 dB. Přidáme-li čtvrtý zdroj zvuku opět se stejnými parametry jako všechny předchozí zdroje, dosáhneme akustického výkonu 101,02 dB. Tím jsme se dostali ke čtyřem nezávislým zdrojům se shodnou hladinou akustického tlaku, které dohromady generují akustický výkon 101,02 dB.

A co když přidáme pátý zdroj? Pak dosáhneme zvýšení akustického výkonu na 101,99 dB. To už je rozdíl pouze 0,97 dB. Jak je zcela zřejmé, navyšování počtu samostatných generátorů u plašičů škůdců nad celkový počet čtyř už nedává smysl, a to ani z hlediska dosažení vyššího úhlu záběru, protože již při čtyřech samostatných generátorech je možné dosáhnout úhlu záběru 360°.

Z hlediska zvýšení akustického výkonu tak prakticky nelze vyrobit výkonnější ultrazvukové plašiče hlodavců a lasicovitých, než jsou plašiče II. generace s ALCsim®. Je sice možné dosáhnout určitého dalšího zvýšení akustického výkonu, ale – jak ukazuje uvedený příklad – smysl by to mělo už jen teoretický, bez reálného praktického dopadu. A právě v tom je rozdíl mezi skutečně promyšleným zařízením a běžným produktem, který se sice na trhu nabízí pod označením odpuzovač kun a hlodavců, či plašič kun a hlodavců ale konstrukčně zůstává na úrovni kompromisu.

Modulace signálu u „klasických“ ultrazvukových plašičů I. generace

Obecně se dá říct, že klasické plašiče, tedy plašiče I. generace, nelze zkonstruovat tak, aby poskytovaly optimální účinnost. Problém je už v samotném principu tohoto řešení. Jejich cílem je dosažení silného působení na vnější sluchovou oblast – tedy na vnější, střední a vnitřní ucho. Intenzivní působení na vnější sluchové ústrojí ale současně znamená i riziko jeho poškození. Je proto nutné hledat určitý vyvážený stav mezi dostatečnou působností plašiče na vnější sluchové ústrojí a současně zajistit, aby signál nebyl agresivní až příliš a nepoškodil škůdcům sluch, a to za situace, kdy se škůdci pohybují v různých vzdálenostech od plašiče.

Připomíná to optimalizaci parního stroje ve stylu: „už se to musí točit, ale ještě to nesmí vybuchnout.“ Používat nějaký sofistikovaný způsob modulace signálu u klasických plašičů I. generace ve skutečnosti nedává smysl, je ale nutné dodržet alespoň určité základní požadavky.

Nejvhodnějším způsobem modulace signálu u plašičů škůdců I. generace je zajištění plynulých změn kmitočtu nebo přerušování signálu, ale s pozvolným náběhem akustického tlaku, případně kombinace obojího. Signál plašiče tak nebude trvale působit jen na jednu vymezenou – tedy rezonanční – oblast kochley neboli hlemýždě ve vnitřním uchu škůdců, protože jinak by mohlo dojít k jejímu poškození i slabší intenzitou signálu. Pokud je využito přerušování signálu, musí být současně řešeny pozvolné náběžné hrany signálu, nebo musí být dodržena dostatečně dlouhá pauza mezi jednotlivými znovuspuštěními akustického signálu, aby mohlo dojít k regeneraci sluchu škůdců. Důvody souvisejí s impulsním hlukem a budou upřesněny v následujících odstavcích.

U plašičů s bateriovým napájením, kde je k dispozici jen velmi omezený zdroj energie a je nutné s ním pracovat co nejšetrněji, je nejvhodnějším způsobem modulace signálu využití jednotlivých intenzivních impulsů, protože tak je možné dosáhnout požadované maximální hodnoty akustického tlaku při současně velmi nízké spotřebě energie. Využití jednotlivých impulsů pak znamená, že nebudou následovat dva nebo více impulsů v krátké době po sobě, a i jednotlivé impulsy musejí být v dostatečně dlouhých rozestupech, aby mezi nimi mohlo dojít k regeneraci sluchu škůdců.

A co je to dostatečně dlouhý rozestup mezi jednotlivými signály? Na základě vyhodnocení výsledků mnoha vědeckých experimentálních prací s hlodavci lze konstatovat, že není vhodné, aby pauza mezi jednotlivými impulsy byla kratší než 15 sekund. Důvody pro využití delší pauzy mezi jednotlivými impulsy ale nemají význam jen z hlediska ochrany sluchu škůdců, nýbrž i z hlediska omezení jejich habituace na signál plašiče.

Naopak nejhorším možným způsobem modulace ultrazvukového signálu v plašičích škůdců je využití sledu akustických impulsů, což se často děje v kombinaci se změnou kmitočtu, protože takový způsob kombinované změny je technicky velmi jednoduchý. Tomuto způsobu modulace se říká také skokové změny kmitočtu, stupňovité změny kmitočtu, skoková modulace signálu a podobně. Při takovém řešení dochází k vytváření rychlých sledů impulsů, které mají na sluch škůdců devastující účinek.

Tento způsob modulace ultrazvuku je bohužel zcela běžný u klasických plašičů I. generace. Intenzivní impulsy bez regenerační fáze mezi nimi dokážou škůdcům dočasně poškodit sluch již během několika minut a s nevratnými změnami sluchu je pak možné počítat i během několika hodin provozu takového „plašiče“. Škůdci tak zůstávají dál v prostoru s plašičem, aniž by to pro ně byl zásadní problém. Plašiče tohoto typu by tedy vůbec neměly být na trhu.

Dalším zásadním a velmi častým problémem při řešení modulace signálu u klasických plašičů, tedy plašičů škůdců I. generace, je použití rychlých kmitočtových změn. Piezoměniče, které jsou využívány v ultrazvukových plašičích škůdců jako koncové měniče elektrického signálu na ultrazvukový, mají v oblasti svého rezonančního kmitočtu strmou charakteristiku závislosti generovaného akustického tlaku na kmitočtu. To znamená, že rychlé změny kmitočtu v oblasti rezonančního kmitočtu piezoměniče způsobují rychlé změny akustického tlaku – a rychlé změny akustického tlaku vytvářejí impulsní hluk. A tím se znovu dostáváme k témuž problému.

A proč je vlastně impulsní hluk pro vnější sluchové ústrojí tak nebezpečný? Běžný neimpulsní hluk – například trvalý zvuk s různými pozvolnými změnami kmitočtu a intenzity – dokáže být při vyšší intenzitě pro škůdce značně obtěžující, ale nemá zásadní negativní vliv na sluchové ústrojí. Je tomu tak proto, že středoušní část vnějšího sluchového ústrojí disponuje ochrannými reflexy sluchu a kochleární část, tedy vnitřní ucho, disponuje v souvislosti s olivokochleárním systémem také významnými možnostmi ochrany sluchu.

Potíž je v tom, že aktivace středoušního ochranného reflexu nebo ochranného reflexu olivokochleárního systému je sice rychlá, ale ne tak rychlá, jako je náběh hlukového impulsu z minimální do maximální hodnoty akustického tlaku. Po zasažení sluchu, byť jen jediným rychlým akustickým impulsem je bezpodmínečně nutné, aby zde byla možnost dostatečně dlouhé regenerace sluchu, než dojde k vygenerování dalšího impulsu.

Doba náběhu ochranných reflexů myší a potkanů je asi 10 ms a doba postupného uvolnění ochranných reflexů sluchu u myší a potkanů je asi 100 ms. Takto je možné nechráněný sluch škůdce zasáhnout pomocí rychlých impulsů teoreticky až 10× za sekundu. Rychlé impulsy použité v plašičích škůdců tak můžeme považovat za doslova „vraždu sluchu škůdců“.

Z hlediska modulace signálu je tedy u klasických ultrazvukových plašičů I. generace bezpodmínečně nutné vyhnout se jak rychlým sledům akustických impulsů – respektive obecně rychlým změnám akustického tlaku – tak i rychlým změnám kmitočtu. Obojí je velmi špatně, a přesto se obojí, nebo alespoň jedno z toho, používá u naprosté většiny ultrazvukových plašičů, které jsou dnes na trhu.

„Svět modulace signálu“ u klasických plašičů I. generace je tak světem plným primitivních a kompromisních řešení, stejně jako celá myšlenka využití ultrazvukového signálu pro negativní působení jen ve vnějším sluchovém ústrojí škůdců. Při dobře odvedeném vývoji na plašiči I. generace a jeho následné kvalitní výrobě se sice může jednat o funkční řešení, ale už z principu nemůže dosáhnout účinnosti plašičů II. generace, které využívají simulované ALC signály, tedy ALCsim®, k vyvolání vrozených obranných reakcí škůdců.

Modulace signálu u plašičů II. generace s ALCsim®

A co plašiče II. generace s ALCsim® a jejich modulace signálu? Modulace ultrazvukového signálu je u těchto zařízení řešena tak, aby odpovídala požadavkům na vhodný typ signálu z hlediska simulace ALC s ohledem na jeho ekologickou relevanci a současně aby byl tento typ signálu maximálně ohleduplný k vnějšímu sluchovému ústrojí škůdců. Tyto dva požadavky se u plašičů II. generace s ALCsim® nejen nevylučují, ale naopak se navzájem podporují.

Nejde tedy vůbec o negativní působení na vnější sluchové ústrojí škůdců, ale naopak o zajištění hladkého a bezproblémového průchodu signálu ALCsim® vnějším sluchovým ústrojím do sluchové dráhy v mozku škůdců. Právě zde se moderní ultrazvukový plašič na myši a kuny s technologií ALCsim® zásadně liší od běžných zařízení I. generace. Zatímco klasický odpuzovač kun nebo jednoduchý odpuzovač myší často pracuje na principu akustického obtěžování vnějšího sluchového ústrojí, ALCsim® pracuje se zcela jinou logikou: cílem je zasáhnout především mozek škůdce, nikoli mechanicky přetěžovat jeho sluch.

Modulace ultrazvukového signálu je tedy u plašičů škůdců s ALCsim® řešena naprosto přirozeným a optimálním způsobem, s trvalými, ale plynulými změnami kmitočtu i akustického tlaku, aby byl minimalizován negativní vliv signálu na středoušní a kochleární oblast vnějšího sluchového ústrojí škůdců. Z technického hlediska jde o zásadní rozdíl, z biologického hlediska pak o rozdíl ještě podstatnější.

Simulace ALC signálů u plašičů II. generace s ALCsim

Uvedené informace o maximálních hodnotách akustického tlaku, frekvenci, akustickém výkonu a modulaci signálu představují pouze nezbytný základ pro vývoj skutečně funkčního a účinného plašiče škůdců. Mohlo by se zdát, že tímto textem zpřístupňujeme podstatnou část našeho know-how z oblasti vývoje plašičů škůdců I. generace a že na jeho základě dokáže zkušený elektrotechnik zkonstruovat lepší ultrazvukový plašič I. generace, než jaký nabízí většina komerčních výrobců. A do značné míry je tomu skutečně tak. Stále však jde pouze o soubor poznatků, na jejichž základě lze navrhnout kvalitní ultrazvukové plašiče I. generace, tedy řešení, která jsou již dnes překonaná. Zatímco všechny klíčové vývojové informace pro plašiče I. generace bylo možné shrnout do tohoto několikastránkového článku, komplexní vývojový systém plašičů II. generace s ALCsim představuje rozsáhlý informační celek, který vznikal po mnoho let.

Jádrem našeho řešení plašičů škůdců II. generace s ALCsim je zcela unikátní využití působení simulovaných ALC signálů v mozku škůdců. Cílem je vyvolat vrozené obranné reakce a vytvořit prostředí, v němž se škůdci budou cítit natolik nepříjemně, že jej v krátké době opustí. Ve srovnání s dosavadními typy ultrazvukových plašičů toto řešení nepřináší žádnou novou nevýhodu. Naopak přidává zásadní výhody a současně omezuje slabá místa plašičů I. generace.

Lze tedy konstatovat, že pokud je cílem dlouhodobá účinnost, a nikoli pouze krátkodobý efekt, jaký bývá běžný u klasických plašičů I. generace, není v současné době možné vyrobit účinnější ultrazvukový plašič hlodavců a lasicovitých na jiném principu než s využitím simulovaných ALC (Auditory Looming Cues) signálů. Technologie ALCsim® tak představuje zásadní kvalitativní rozdíl, a právě na tomto principu jsou založeny také modely Deramax-Ultima, Deramax-Audit a Deramax-Omega.

Akustické pole jako klíčový prvek účinnosti plašičů s ALCsim

Při hodnocení účinnosti ultrazvukových plašičů je nutné uvažovat nejen o tom, jaký signál je generován, ale současně také o tom, jaké akustické pole se v reálném prostoru vytváří. Výsledkem není jednoduchá „koule“ ultrazvuku, nýbrž prostorově složitý obrazec, který může obsahovat jak lokální maxima, tak i minima akustického tlaku. V uzavřeném nebo částečně uzavřeném prostoru, tedy tam, kde se nacházejí výrazné odrazové plochy, se navíc vyzařování z ultrazvukových měničů okamžitě kombinuje s odrazy od stěn, stropu, podlahy i vybavení místnosti.

Z praktického hlediska je žádoucí, aby výsledné akustické pole nebylo dlouhodobě stacionární ani „čitelně“ rozvržené. Jednak proto, aby si škůdce nemohl nalézt stabilní místo s nižší intenzitou ultrazvuku, ale především proto, aby nemohl snadno identifikovat polohu samotného plašiče. Tento faktor významně přispívá ke zvýšení celkové účinnosti zařízení a současně ke snížení rizika habituace škůdců na generované signály.

Dynamické akustické pole při kontinuálním generování ALCsim u zdrojových plašičů

Zdrojový plašič škůdců s ALCsim je zařízení napájené ze sítě, nikoli z běžných baterií, což mu umožňuje kontinuální, tedy nepřetržité generování ultrazvukového signálu. Plašič využívá více nezávislých ultrazvukových generátorů, které vyzařují signál do různých směrů a vytvářejí více vrstev akustického pole s vzájemně se překrývajícími signály. Díky této koncepci představuje z hlediska účinnosti nejpokročilejší řešení ultrazvukového plašiče dostupné na současném trhu, a to i v mezinárodním měřítku.

Pokud je více ultrazvukových tweeterů (tweeter = akustický měnič) buzeno tak, že každý z nich generuje signál s časovým, kmitočtovým, amplitudovým i fázovým rozdílem oproti ostatním twitterům, vzniká velmi dynamická situace. V prostoru tak dochází k výrazným interferencím, avšak ty nemají charakter stabilních stojatých vln, které by dlouhodobě vytvářely neměnné „mapy“ uzlů a kmiten.

Důvod je principiální: aby se interferenční obrazec ustálil, je zapotřebí dlouhodobě neměnná kombinace kmitočtů, amplitud i fázových poměrů signálů. V okamžiku, kdy se kmitočet, amplituda i fáze průběžně mění, jsou uzly a kmitny pouze přechodné a v prostoru se neustále „přesouvají“. Pro pozorovatele, respektive pro měření, se to projevuje jako časové kolísání intenzity i v jednom pevném bodě. V některých okamžicích se mohou objevit i krátkodobé rázové jevy, pokud se okamžité kmitočty dvou zdrojů výrazně přiblíží. Vzniká tak komplexní a nestálé ultrazvukové pole, jehož lokální maxima se průběžně mění a migrují v prostoru. Tím ultrazvukový signál naplno penetruje celý chráněný prostor a současně je pro škůdce velmi obtížně identifikovatelná poloha samotného plašiče, což přispívá k vyšší účinnosti a snížení habituace škůdců na signál plašiče.

Z praktického hlediska je podstatné, že takové pole snižuje riziko dlouhodobě fixních „zón ticha“ a současně omezuje situace, kdy by v prostoru trvale existovala úzká místa s výrazně odlišnou úrovní akustického tlaku. Jinými slovy: interference zde nejsou nežádoucím vedlejším efektem, ale naopak funkčním mechanismem, který – pokud je dynamický – podporuje širší a méně předvídatelné rozložení ultrazvuku v prostoru.

Dynamické akustické pole při intervalovém generování ALCsim u bateriových plašičů

Bateriový plašič škůdců s ALCsim je zařízení napájené běžnými bateriemi, nikoli ze sítě, což s sebou přináší výrazně omezené energetické možnosti. Z tohoto důvodu je jeho konstrukce i způsob generování signálu řešen odlišně než u síťového (zdrojového) plašiče. Stejně jako síťová varianta využívá více ultrazvukových tweeterů, avšak signály ALCsim jsou zde generovány v časových intervalech. Nedochází tedy k dlouhodobému překryvu akustických vrstev, nýbrž k jemným časovým, kmitočtovým, amplitudovým i fázovým posunům mezi signály z jednotlivých tweeterů. Délka intervalů je nastavena s ohledem na charakter simulovaných ALC signálů a současně optimalizována podle technických, a zejména akustických parametrů konkrétního zařízení.

Cílem intervalového režimu je zachovat stejnou základní filozofii: aby každý aktivní cyklus vytvářel dynamické akustické pole, které je pro škůdce obtížně interpretovatelné, a to nejen díky samotnému signálu, ale i díky jeho prostorovému rozložení. U bateriových plašičů s ALCsim je však signál generován pouze krátce a v předem nastavených intervalech. Není proto možné využít stejný princip náhodného dlouhodobého překrývání signálů z jednotlivých tweeterů, jaký je typický pro zdrojové plašiče s kontinuálním provozem.

Dynamické akustické pole je zde vytvářeno prostřednictvím interferencí mezi signály z jednotlivých tweeterů tak, že krátké signálové impulzy jsou spouštěny v téměř shodném okamžiku, avšak s drobnými časovými, kmitočtovými, amplitudovými i fázovými posuny. Tím je zachován požadavek na vznik dynamického akustického pole, zatímco spotřeba energie je minimalizována, což představuje u bateriově napájených plašičů zásadní konstrukční parametr. Současně platí, že v průběhu aktivní fáze ALCsim se kmitočtové, amplitudové i fázové rozdíly mezi signály z jednotlivých twitterů samovolně a kontinuálně mění, čímž se interference v prostoru stávají ještě pohyblivějšími a celé pole získává výraznější prostorovou selektivitu – lokální maxima akustického tlaku se v prostoru průběžně přesouvají a tím ultrazvukový signál naplno penetruje celý chráněný prostor, současně je pro škůdce obtížně identifikovatelná poloha samotného plašiče, což přispívá k vyšší účinnosti a snížení habituace škůdců na signál plašiče.

Intervalové využití ALCsim v bateriově napájených plašičích škůdců

Intervalové využití technologie ALCsim v bateriově napájených plašičích představuje propojení biologické účinnosti a energetické racionality. Přerušované generování simulovaných Auditory Looming Cues zde není pouhým důsledkem omezené kapacity bateriového napájení, ale naopak funkčně správným způsobem, jak při minimální spotřebě energie vyvolat a dlouhodobě udržet obranný stav u cílových škůdců.

Z neuroetologického hlediska je podstatné, že účinek ALCsim nekončí okamžikem vypnutí signálu. Každá hrozebná akustická epizoda sice aktivuje akutní obranné reakce, zároveň však nastavuje anticipační stav, v němž organismus očekává opětovný výskyt nebezpečí. Právě fáze relativního „ticha“ mezi jednotlivými impulzy má zásadní význam: udržuje zvýšenou ostražitost, podporuje stresovou zátěž a účinně brání rychlé habituaci.

Intervalový režim je současně optimální i z hlediska bateriového provozu. Krátké, avšak biologicky vysoce významné epizody ALCsim výrazně snižují celkový energetický odběr a umožňují dlouhodobý provoz zařízení bez nutnosti časté výměny či dobíjení baterií. Účinnost zde není dána délkou kontinuální expozice, ale opakovaným narušováním pocitu bezpečí v daném prostoru. Snaha šetřit energii pouhým oslabováním signálu by vedla ke ztrátě biologického účinku, zatímco intervalové dávkování plnohodnotných hrozebných impulzů zachovává vysokou repelentní účinnost.

V kontextu chování škůdců, kteří se v chráněném prostoru aktivně a opakovaně pohybují, zvyšuje intervalové spouštění pravděpodobnost opakovaného „střetu“ zvířete se signálem. Bateriový plašič proto nemusí působit nepřetržitě, aby byl účinný; postačuje, že v pravidelných cyklech destabilizuje prostředí a dlouhodobě jej činí percepčně nebezpečným. Intervalové využití ALCsim se tak ukazuje jako klíčový princip, který umožňuje spojit dlouhou výdrž baterií s trvale vysokým biologickým účinkem.

Závěr

Vývojem a výrobou ultrazvukových plašičů škůdců se pod značkou Deramax zabýváme již od roku 2001 a postupně jsme se stali jedním z největších evropských výrobců těchto zařízení. Jako první společnost na světě jsme vyvinuli a uvedli na trh ultrazvukový plašič s využitím simulace ALC a cíleným působením akustického signálu v mozku škůdců. Toto řešení do budoucna nastavuje jasný směr vývoje těchto produktů a současně představuje určitý opěrný bod v poněkud roztříštěném světě produkce elektroakustických plašičů škůdců.

Související články

Chcete-li si téma rozšířit i o další souvislosti, doporučujeme navázat několika doplňujícími články. Samotnou podstatu řešení vysvětluje text Princip technologie ALCsim, hlavní přínosy shrnuje článek Výhody plašičů škůdců s technologií ALCsim a praktické informace k výběru i správnému použití přináší stránka Jak vybrat a instalovat ultrazvukový plašič škůdců.

Autor:
Pavel Hnilica
Deramax.cz s.r.o.

Veškeré obrazové a textové materiály jsou chráněny autorským zákonem a jejich použití je možné pouze se souhlasem autora (pavel@hnilica.eu).