Sildiarhiiv: bioloogia

Hanede põllult peletamine

29.04.2021 Maa Elus kirjutas põllupidaja, kuidas ta maasturiga oma põllul ringi sõidab, et sealt hanesid peletada. Võibolla jääb mul midagi kahe silma vahele, aga see ei tundu mõistlik. Selle asemel võiks põllule lasta koera, kes suure rõõmuga hanesid taga ajaks. Koera kasutab näiteks Michiganis Traverse City Cherry Capitali lennujaam lindude peletamiseks. Tänapäeval saab kaelarihma külge panna raadiosaatja, mille abil koera üles leida kui ta ära kaduma peaks ja mille abil koerale käsklusi jagada. Selleks sobib odav kasutatud telefon positsioneerimisäpiga. Koeraomanikud käivad niikuinii koertega looduses jalutamas – võib paluda neil põllule tulla ja selle eest isegi natuke maksta. Igatahes odavam kui maasturiga põllul sõitmine.

Maasturi asemel võib kasutada puldist juhitavat mänguautot kui puldi raadiosignaal piisava ulatusega on. Või puldi kontrollsüsteemi abil juhitavat suuremat maapinnal liikuvat drooni, mis on kergem ja võtab vähem kütust kui maastur. Tekitab ka vähem pinnakahjustusi (roopaid, lömastatud taimi). Sellise võib programmeerida ka põllul juhusliku mustrina ringi sõitma nagu algelise robottolmuimeja või niiduki.

Lendavad droonid võib ka programmeerida põllu kohal tiirutama. Hanede hirmutamiseks peab ehk drooni kotkaks maskeerima.

Mudellennuk võtab sama lennukauguse jaoks vähem kütust kui helikopteri põhimõttel droon. Mudellennukiklubilt võib samuti põllule abi paluda ja neile selle eest maksta. Tänapäeval peaks ka mudellennuki juhtpulti saama programmeerida nii, et lennuk ühe ala kohal tiirleks. Kotkaks maskeerimine on lennuki puhul lihtsam kui drooni, kuna kuju on linnusarnasem.

Droonivastase õhutõrjesüsteemi sarnaselt on juba ehitatud linnupeletajaid, mis kaameraga põllult parve tuvastavad ja selle peale laseriga näitavad. Eestis arendab Marduk droonitõrjesüsteemi ja on ehk nõus seda lindude peal testima.

Ühel põlvel olek teeb pea selgemaks kui istumine

Muudetava kõrgusega töölauad, mille taga võib istuda või seista, väidetavalt parandavad tervist, sest seismine nõuab rohkem kehalist pingutust, mida tänapäeva inimestel on liiga vähe. On ka madalamaid kehaasendeid, mis treenivad ja venitavad lihaseid ega vaja teise kõrgusega lauda. Näiteks parandab verevarustust ja treenib jalalihaseid kui tooli kasutamise asemel olla ühel põlvel rüütlikslöömise asendis: mõlemad põlved 90 kraadise nurgaga, üks puus 90 kraadi ja teine sirge. Sirge puusaga jala põlv maas, 90 kraadise puusaga jala tald maas.

Laua optimaalne kõrgus ühel põlvel põrandale toetudes on pisut madalam istuvast asendist, eriti kui istudes kanda paksu tallaga jalatseid ja toolikõrgus nendele vastavaks kohandada (reied horisontaalsed). Samas saab keha kõrgust ühel põlvel lauale vastavaks kohandada, pannes põlve alla näiteks vanapaberikuhja või raamatu.

Ka vaibaga põrandal kipub põlv keharaskust kandes valusaks minema, aga selle vastu aitab pehmendus, näiteks plätu, tuhvel, põlvekaitse, padi põlve all. Tugipõlve võib iga 5 minuti tagant vahetada.

Mu enda korduvate katsetuste põhjal kui istudes tuleb uni peale, siis ühel põlvel läheb pea jälle selgeks. Taas istudes tuleb uuesti uni. Nii järjest mitu korda.

Teoreetiliselt võib ühel põlvel pea selginemist põhjustada parem verevarustus ajus, sest jalgadest üles keresse surub verd jalalihaste kokkutõmbumine, mida ühel põlvel olek soosib rohkem kui istumine. Samuti võivad istudes kõverdatud puusas täisnurga alla volditud veenid takistada läbipääsu. Vähemalt üks sirge puus võimaldab vastavast jalast paremat tagasivoolu. Seistes oleksid muidugi mõlemad puusad sirged, aga jala ja pea kõrguste vahe suurem ja jalalihaste pingutus väiksem, mis vähendab vere üles liikumist.

Kukkuval esemel üles jooksmine võib töötada

Ameerika multifilmides on vahel stseen, kus tegelane jookseb paaniliselt mööda kukkuvat oksa või muud eset ülespoole, aga see ei päästa teda laiaks kukkumisest. Teoreetiliselt võib üles jooksmine kukkumist piisavalt pehmendada ja isegi jooksjat ülespoole liikuma panna. Newtoni kolmanda seaduse kohaselt kui jooks tõukab oksa allapoole teatud kiirendusega (lisaks raskusjõule), siis tõukab see jooksjat ülespoole jõuga mis võrdub oksa massi korda kiirendusega. Jooksja kiirendus üles on see oksale kantud jõud jagatud jooksja massiga. Põhimõte on sama, mis raketimootoril, mille tagant välja paisatava gaasi mass korda kiirendus võrdub raketi massi korda kiirendusega vastassuunas.

Kukkuval oksal piisava kiirendusega üles joostes hakkab jooksja isegi ülespoole tõusma. Praktikas pole selline kiirendus üldiselt saavutatav, sest imetajate lihased on liiga väikese võimsusega. Erand on näiteks endast palju raskemal kukkuval oksal üles jooksev orav. Põhikooli füüsikas võib orava kiirenduse kohta ülesande koostada: antud on oksa ja orava mass, orava lihasvõimsus, raskusjõud, arvuta orava vertikaalsuunaline kiirendus.

Lisavõimalus kukkumist pehmendada tekib kui alla tõugatud oks põrkab maapinnalt tagasi nii, et tabab uuesti jooksjat, kes võib selle siis uuesti alla tõugata. Mitu korda oksa maast põrgatades saab jooksja iga kord ennast ülespoole kiirendada, seega raskusjõule vastu töötada. Väheneb vajalik lihasvõimsus, sest sama jooksujõu saab jagada mitmeks episoodiks. Praktikas pole selleks põrgatamiseks kukkudes piisavalt aega, ebakorrapärase kujuga oks ei põrka kukkuva jooksjani tagasi ja võib ka esimesel põrkel puruneda.

Talisupluseks vett ringi ajavad propellerid

Talisupluse jaoks jääaugu lahti hoidmiseks kui õhutemperatuur on alla nulli on vaja tihti pinnalt jääd riisuda, sest õhuke tekkiv jää on terava servaga ja võib ujujaid lõigata. Nõmme Spordikeskuse basseinis näiteks riisuti 08.03.2021 hommikul. Riisumisest lihtsam oleks populaarsetesse taliujumiskohtadesse vee alla aeglane propeller paigaldada, mis veeringlusega jää tekkimist takistab. Siis ei ole muret, et raskestinähtavat läbipaistvat õhukest jääd õigel ajal ei eemaldata. Piisab ühest pöördest minutis, mis ei vigasta juhuslikku vastupuutujat. Basseini on eriti lihtne propellerit panna, aga saab ka avavette.

Sellised propellerid olid kunagi Võrtsjärves kalade ummuksisse jäämise (lämbumise) vältimiseks – jäävabad laigud propellerite kohal võimaldasid kaladel seal hapnikurikkamat vett hingamas käia. Vist korraldas seda veesegamisprojekti Võrtsjärve Limnoloogiakeskus, aga praegu ma internetist selle kohta materjale ei leidnud.

Kui veealune propellerimehhanism ummistuma kipub või muidu liiga kulukas on, siis teine viis jäätumist takistada on akvaariumipumba laadne voolik, mille kaudu vee alla aeglaselt õhumulle puhutakse. Tõusvad mullid segavad vett, tõstes põhjast soojemat pinna lähedale. Kui veekogu kaldal on soojustatud hoone, võib vooliku teise otsa sisse õhku pumpav mootor olla hoones, ise külmumise eest kaitstud.

Energia kokku hoidmiseks võib propelleri ja õhupumba kiirust automaatselt õhutemperatuurile vastavaks kohandada. Plusskraadidega pole vaja vett segada. Mida külmem õhk, seda kiiremini propeller või pump peab töötama. Kontrolleriks sobib näiteks temperatuurianduri ja releega Arduino.

Kala luude eemaldamine koos selgrooga

Kala luud on tihti söömisel ebamugavad ja tundub, et tööstuslikult pole välja mõeldud eriti head võimalust nende eemaldamiseks. Filee lõikamine on üsna ebatäpne ja raiskab suure osa kalast. Ka filees olen enamasti luid avastanud, sest fileesse ulatuvad ribid lõigatakse läbi, mitte ei tõmmata välja. Kalakonservides on ka jupp selgroogu, kuigi lihtsam oleks karpi pakendada painduvamaid lihatükke kui jäika luutükki. Luudel on muidugi madalam omahind, mis hoiab tootja kulusid kokku, aga luudeta konserv oleks kasumlikum, sest selle eest saaks oluliselt kõrgemat hinda.

Avastasin lihtsa mooduse peaaegu kõiki luid roogitud (sisikonnata, kuid pea, uimede, saba ja nahaga) kalast eemaldada. See õnnestus esimesel katsel vikerforelliga ja enamik toidukalasid on sarnase ehitusega. Kuumuta kala madalal temperatuuril kuni liha pehmeneb ja luudelt lahti tuleb – umbes 50 kraadi juures umbes tund aega (mina kasutasin survekeetja soojendusrežiimi ilma rõhuta). Seejärel saab kalal peast või selgroo otsast kinni võtta ja sõrmedega liha luudelt maha lükata. Osa lihast kukub ise küljest kui kala selgroogu pidi õhku tõsta. Ribid ja saba jäävad selgroo külge, ainult mõni üksik luu kukub lihaga koos potti (pildid allpool). Uimed saab samuti lihtsasti naha küljest ära tõmmata. Minu katsetatud forellil tuli ka pea selgroo küljest ära.

Pärast võib seda selgroolt ära pühitud lihahunnikut maitse järgi keeta-küpsetada. Enamik lihatükke on üsna suured, sobides ka fileena serveerimiseks. Harjutamise ja kuumuse optimeerimisega saaks ilmselt fileed tervena kätte. Naha saab ka küljest tõmmata, aga mina jätsin selle potti, kuna söön seda hea meelega.

Oluline on hoida kuumus madal, et luud pehmeks ei läheks ja selgroo küljest lahti ei tuleks, muidu kukuksid need koos lihaga ja oleksid ikka selles segamini. Meetodi põhimõte ongi, et liha ja selle ühendus luudega pehmenevad palju madalamal kuumusel ja lühema keetmisajaga kui luud ja nende omavahelised ühendused.

Kala oli mul potis rõngasse keeratuna, nina vastu saba, kõht ülespidi ja avatud. Õnneks on kalad üsna painduvad loomad, muidu poolemeetrine forell kuueliitrisesse potti ei mahuks.

Kalatööstuses oleks seda meetodit lihtne laialdaselt rakendada, sest palju kalu saab korraga suures madala temperatuuriga aurukatlas (türgi saunas) või keedupotis liha eraldamiseks parajaks kuumutada. Juba kalalaeva peal või kalafarmis saaks luud, pead ja uimed eraldada ja olenevalt keskkonnanõuetest võibolla ka vette tagasi visata.

Optimaalne kuumutamismeetod võib olla altpoolt, kalad selili üksteise kõrval, et kuumus just selgrooümbruse liha-luu ühendusi nõrgendaks. See ehk ei tasu vaeva, mida nõuab kalade paigutamine. Lihtsam on visata kalad soojaveevanni ja tunni pärast peadpidi välja tõmmata liha mahalükkamiseks. Võibolla saab seda kuidagi mehhaniseerida, näiteks konks läbi pea ja seljauime juba enne keetmist, siis välja tõmmata ja raputada, et liha kukuks, aga see nõuab katsetamist, sest ilmselt kukub selgroog koos lihaga pea küljest. Võibolla ultraheliga vibreerimine aitab liha luudest eraldada.

Rookimata terve kala puhul tekib küsimus, kas sisikonda saab samal meetodil eemaldada. Oletan, et see on keeruline, sest sisikond koosneb pehmetest kudedest nagu lihagi ja läheb vist umbes sama pehmeks sama temperatuuri ja ajaga. Sõrmedega kahe pehme koe eraldamine nõuab vist harjutamist.

mde

cof

Häälekast väljahingamisest kehalise pingutusega

Lisaks psühholoogilisele enesejulgustamisele võib ka füsioloogiline põhjus olla, miks suure kehalise pingutuse korral häälega välja hingatakse, kuigi häälitsedes ju suletakse häälepaeltega osaliselt kõri, mis takistab õhu liikumist. Tundub evolutsiooniliselt ebamõistlik pingutades väljahingamist takistada, sest aeglasem kasutatud õhu väljavool pikendab aega värske õhu sissevooluni ja sedakaudu vähendab lihaste varustatust hapnikuga, seega kehalist võimekust.

Põhjus võib olla, et kõri osalisel sulgemisel sama väljahingamislihaste pingutuse korral rõhk kopsudes suureneb, mis kiirendab hapniku imendumist verre. Lisaks tekitab rõhuerinevus õhuvoole (tuult) kopsudes, mis segab õhu paremini läbi ja viib selle kaugematesse soppidesse. Ühtlasema hapnikusisaldusega õhk suuremal kopsupinnal kiirendab samuti hapniku imendumist. Väljahingamist saab takistada ja kopsurõhku suurendada ka hambaid kokku surudes või huuli torutades.

Kui pingutus on ühekordne (jõutõstmine näiteks), siis võib sportlane täis kopsudega üldse hinge kinni pidada, et neis hetkel sisalduvat õhku pikemalt ära kasutada selle kogust mitte vähendades. Tekkiva hapnikuvõla saab tasuda peale pingutuse lõppu. Samuti saab hingamise peatamisega natuke kokku hoida hingamislihaste energia- ja hapnikutarbe pealt.

Soojuskao täpsem mõõtmine

Mõõtmaks kui kiiresti keha külmas vees minutis soojust kaotab (et hinnata näiteks kalorikulu talisuplusel), peaks organismi sisemise soojendusmehhanismi välja lülitama, ehk määrama laiba soojuskao. Seda on lihtsam ja odavam teha näiteks sea laibaga kui inimese. Selleks peab soojendama lihakeha ühtlaselt kehatemperatuurini ja siis panema teatud ajaks külma vette. Seejärel tuleks mähkida laip põhjalikult soojusisolatsiooni, et lasta temperatuuril kogu organismis ühtlustuda ja alles siis mõõta temperatuuri mitmest kohast. Korrata võib mitu korda, et mõõtmisi keskmistades täpsemat tulemust saada.

Püsisoojase looma sisemine soojustootmine töötab temperatuurikaole vastu, nii et temperatuuri põhjal ei saa siis kalorikulu arvutada. On ka teisi võimalusi kalorikulu määrata, näiteks hingamise hapnikukulu ja süsihappegaasi teket mõõtes (kinnises kapis).

Suhteliselt lihtne ja odav viis soojuskao teada saamiseks on ka vee soojenemise mõõtmine: vee kogus korda temperatuurierinevus enne ja pärast inimese selles viibimist korda vee erisoojus. Vesi peab olema hästi soojusisoleeritud ja peale ujumist peab laskma selle temperatuuril ühtlustuda enne kui mõõta. Vee segamine kiirendab ühtlustumist. Bassein peab olema ka pealtpoolt soojusisoleeritud, soovitatavalt ka inimese selles viibimise ajal. Võimalik on vahtplastiga vooderdatud veekindel kast, peal vahtplastist kaas mille sees on inimesele hingamistoru.

Puu aastarõngaste loendamine masinnägemisega

Mitmel teadusalal kasutatakse puude aastaringide andmeid. Näiteks ajaloolise metsakasvu ja keskkonnatingimuste (temperatuur, sademed) mõõtmiseks. Praegustes maailmatasemel uuringutes kasutatakse paarikümnest kohast maailmas käsitsi loendatud aastarõngaid. Seda andmehulka saaks väikese kuluga oluliselt suurendada, loendades raie käigus masinnägemisega ringe kõigilt kändudelt. Tuleb vaid igast kännust foto teha ja andmebaasi üles laadida. Metsalangetajad võivad seda teha oma telefoniga, aga lihtsam oleks, kui harvesteri või mootorsae küljes olev kaamera automaatselt kändu pildistab ja wifi piirkonda jõudes pildid üles laadib. Kui metsas andmeside on, võib ka kohe pildistamise järgselt laadida.

Praktilisest vaatepunktist oleks lihtsaim harvesteri käpa külge kaamera monteerida, mis aktiveerub käpa liigutamisel või saeheli või -vibratsiooni peale, leiab automaatselt maastikult värske kännu (nagu näotuvastus nutitelefonides), fokusseerib, teeb foto ja laadib üles kas wifi levialasse jõudes või andmeside kaudu. Probleemiks on, et kaamera saab poriseks, läheb kuhugi vastu ja katki või teeb vihm selle uduseks. Kaamera mittetöötamise saaks automaatselt tuvastada (kui pilti ei näita, siis on midagi viga) ja sellest teavitada näiteks harvesteri juhti, et ta läätse puhtaks pühiks või kaamera parandusse viiks.

Kaamera saaks ka mootorsaega töötaja kiivri külge monteerida ja samuti automaatselt aktiveerida saehääle lõppemise või puu pikaliprantsatamise ragina peale. Idee on sarnane politseinike kehakaamera või püstolikaameraga, mis tulirelvalasu peale aktiveerub.

Rahusti võib pea selgeks teha

Teoreetiliselt võib stressis inimesel rahusti aju paremini tööle panna kui erguti, näiteks kofeiin. Toimemehhanism oleks järgnev. Pinge ja ärevus tekitavad põgene-või-võitle refleksi, mis viib vere lihastesse, seega ajust ära. Täpsemalt, veri lahkub stressi tõttu kõrgema mõtlemisega tegelevatest ajupiirkondadest, aga võitlemise ja põgenemisega tegeleva ajutüve (niinimetatud sisalikuaju) varustatus paraneb. Kui rahusti stressi piisavalt vähendab, aga doos pole nii suur, et erilist unisust või tuimust tekitada, siis võib aju otsmikusagarate verevarustus paraneda ja vaimne erksus suureneda. Erguti puhul vastupidi: ärevuse suurenemine võib kognitiivsete piirkondade verevarustust halvendada rohkem kui äratav mõju neid tööle sunnib.

Seda teooriat on keeruline kontrollida, sest stressitase peab olema kõrge ja rahusti doos üsna täpne, lisaks peab rahusti mõjuma rohkem lihaste ja verevarustusega tegelevatele närvisüsteemi piirkondadele kui aju unepiirkonnale. Loomade peal on vaimu erksust keeruline mõõta.

Alkoholi maitset varjavate maitse- ja toiduainete katse

Üks uurimistöö idee, mille vastus mind huvitab: mis maitse- ja toiduained varjavad alkoholi maitset kõige paremini? See info ilmselt huvitab ka alkoholitootjaid. Katseloomad üldiselt väldivad alkoholi joomist enne kui neid sellest sõltuvusse harjutatud pole. Üks variant on pakkuda katseloomadele erinevate ainetega segatud etanooli (veega erinevatesse kontsentratsioonidesse lahjendatult) ja nende joodava koguse ja kontsentratsiooni põhjal mõõta, mis aine alkoholi kõige maitsvamaks muudab. Tõenäoliselt suhkur ja muud sellised toiduained, mida loomad niigi süüa tahavad. See kahjuks ei mõõda alkoholi tuvastatavust, vaid lihtsalt segu maitsvust.

Alkoholi kontsentratsiooni äratundmise lihtsuse mõõtmiseks peaks kas treenima loomad tajutava kontsentratsiooni kohta teadet andma (näiteks skaalal osutit liigutades, preemiaga õige äraarvamise eest) või otse ajust alkoholi tajumise signaali mõõtma. Võib ka inimkatse teha – ilmselt on palju tudengeid valmis alkoholi maitsmise eksperimendis lausa tasuta osalema :). Täpseimale kontsentratsiooni äraarvajale võib auhinna lubada või lihtsalt talle avalikult austust avaldada, et ta kaaslaste ees kiidelda saaks.

Katseks peaks segama alkoholi veega erinevates kontsentratsioonides, jagama juhuslikus järjestuses nummerdatud joogianumatesse, mida on iga kontsentratsiooni kohta ühepalju. Kogused ka anumate vahel võrdsed. Siis peaks lisama maitset varjavaid aineid eri kombinatsioonides iga kontsentratsiooniga anumatesse ühepalju, sõltumatult numbritest. Kõik see tuleks üles kirjutada. Inimene, kes ei tea, millisesse anumasse mida pandi, peaks siis need jooginõud katsealustele serveerima. Katsealused peaksid omavahel suhtlemata kirjutama oma hinnangud kontsentratsioonile iga neile antud anuma numbri kohta. Pärast saab hinnangud, tegelikud kontsentratsioonid ja seguained numbri alusel kokku viia.