プラスチックの皿と安いマイクで夜のバードウォッチング

バードウォッチングがブームになっています。季節的な渡りの時期には、鳥が夏と冬の生息地を移動するため、地元の自然スポットが特に混雑していることに気付くかもしれません。姿を消したと思っていた種が、以前はいなかった種に取って代わられているかもしれません。あるいは、有名な V 字編隊で飛ぶガチョウの群れなど、渡り鳥が飛んでいるのを見たことがあるかもしれません。熱心なバードウォッチャーでなくても、おそらく人生を通じてそのような観察をしたことがあるでしょう。ですから、夜間に起こるこの行動のほとんどを見逃していたと知ると、驚くかもしれません。しかし、私が発見したように、簡単な電子機器と適切なソフトウェアがあれば、夜行性の渡り鳥を簡単に識別できます。

鳥が夜間に渡りをする理由はいくつかあります。1つは、捕食者を避けるためです。また、星をナビゲーションに利用することもできます。あまり知られていない理由としては、夜間に移動する方が熱中症を回避できるということです。また、夜間の空気は乱気流が少なくなるため、飛びやすくなります。

こうした夜間飛行は、ほとんど目に見えない。運が良ければ、望遠鏡を月に向けると、特徴的なシルエットが見えるかもしれない。しかし、第二次世界大戦中、科学者たちはレーダーを使って渡り鳥を容易に検出できることに気づいた。それ以来、鳥類学者のレーダー研究、特に現代の気象レーダーを使った研究は、夜間に鳥がどこへ、いつ渡るのかを示すのに非常に効果的であることが証明されている。

しかし、レーダーエコーでは種を特定することはできません。しかし、特定できる別の技術があります。それは、鳥が夜間に移動する間に発する鳴き声を記録することです。

入ってくる音は、プラスチックの鳥の餌箱のカバーで作られたパラボラアンテナを使用して増幅されます。 [top]アンテナの焦点に取り付けられたマイクはプリアンプに接続されている [middle left]外部サウンドカードに送られる [middle right]はUSB経由でホストコンピュータに接続します。大型のゲル蓄電池 [bottom] 長期監視に十分なパワーを提供します。 ジェームズ・プロヴォスト

1957年に鳥類学者リチャード・グレーバーと電気技師ウィリアム・コクランが夜行性の渡り鳥の鳴き声を初めて体系的に録音したとき、彼らは幅2メートルの上向きのパラボラアンテナに取り付けたマイクを使用した。しかし、今日でははるかに簡素な装置で十分だ。

たとえば、ビル・エヴァンスが設計した機材を再現することもできます。彼の Web サイトでは、この目的のためのマイクとプリアンプを販売しており、機材を風雨に耐えられるように梱包する方法も案内されています。しかし、私はもっと簡単で安価な別のアプローチを検討しました。

Evans のプリアンプは、低周波には反応しないように設計されています。これは、鳥の鳴き声を録音するときには重要ではないためです。この機能はそれほど重要ではないと判断し、マイクとプリアンプの安価なオプションをいくつかテストした後、Amazon でわずか 9 ドルで購入できるものを選択しました。

この回路は、1979 年以来プロの録音機器に使用されている、低ノイズ、低歪みのデュアル オペアンプ設計である、定評のある NE5532 を使用しています。指向性を持たせるために、コンデンサー マイクを基板からはんだ付け解除し、短いオーディオ ケーブルを接続して、直径 8 インチのパラボラ アンテナの焦点に取り付けました。パラボラ アンテナは、実際には鳥の餌箱の雨よけなので、パラボラ アンテナの妥当な近似値です。直径 16 インチのものを購入することもできますが、8 インチのアンテナで十分でした。

私は試行錯誤してこのアンテナの焦点を見つけ、プリアンプの出力を棚で埃をかぶっていた古い Creative Labs Sound Blaster 外部サウンド カードに接続しました。太陽フレアの監視に効果的に使用している 34 ドルの StarTac モデルを含め、ほぼすべての外部サウンド カードがこの用途に適すると思います。

プリアンプに電力を供給するために、7 アンペア時間、12 ボルトのゲルセル バッテリーを使用しましたが、これは過剰です。しかし、バッテリーが大きいので、何週間も連続して稼働させることができます。Evans のアドバイスに従って、すべてを 2 ガロンのペンキ バケツに収納し、上からプラスチック ラップをかけて雨が入らないようにしました。

私は、電子機器の入ったバケツをポーチの屋根の上に置き、サウンド カードから USB ケーブルをバケツの側面まで通して、窓からオフィスまで通しました。次に、コーネル大学鳥類学研究所が無料で提供している音響スペクトログラム ソフトウェア Raven Lite をインストールした Windows ラップトップにそれを接続しました。

Raven Lite を使用してスペクトログラムを計算すると、この配置がいかに敏感であるかがわかりました。たとえば、マイクから数メートル離れたところで親指と人差し指をこすり合わせると、まったく聞こえない音が生じる効果を簡単に確認できました。

機材を屋外に設置し、3 月初旬から夜間に録音を開始し、Raven Lite ソフトウェアを設定して 1 時間のサウンド ファイルを連続して録音しました。Raven Lite の優れた点は、スペクトログラムを視覚的にスキャンするだけで、何時間もの録音をレビューできることです。1 時間のサウンド ファイルを確認するのにかかる時間はわずか数分です。

この聴力検査結果から鳥の鳴き声の存在が分かります。このデータをコーネル大学が管理するサーバーにアップロードすると、AI がすぐに鳥の種類を識別します。 ジェームズ・プロヴォスト

もちろん、これらのファイルには、交通騒音、猫の甲高い鳴き声、サイレンの音など、さまざまな音が収録されています。しかし、しばらくスペクトログラムを見ていると、鳥のさえずりを簡単に見つけられるようになります。日中は地元の鳥のさえずりが不足することはありませんが、日没後は鳥類の騒々しい音は弱まり、夜明け前に再び聞こえてきます。

その合間に、私は渡り鳥の鳴き声を探しに行きました。そして10日ほど経って、私は獲物を見つけました。それは真夜中過ぎにさえずり始め、数分間音量が増して消えていく鳴き声でした。

無料のオーディオ エディタである Audacity を使用して、最も大きなさえずりの数秒を抽出し、そのファイルを Birdnet にアップロードしました。Birdnet では、コーネル大学鳥類学研究所の優秀なスタッフが鳥の鳴き声を識別するツールを提供しています。その結果、私が録音した鳥はキルディアーであることが示されました。キルディアーはアメリカ大陸全土に生息する鳥の一種で、一部の個体は渡り鳥です。

さらに数晩にわたって録音とスペクトログラムのスキャンを行ったところ、クロイロジュンコやケンタッキーアメリカムシクイなどの渡り鳥を含む、移動する他の種類の鳥の鳴き声と思われる他の音も検出された。

私は熟練したバードウォッチャーではありません。スズメとミソサザイの区別さえ難しいでしょう。ですから、簡単な電子機器と適切なソフトウェアがあれば、真夜中の真っ暗な中、頭上高く飛ぶさまざまな種類の渡り鳥を見つけられることがわかって、とても満足しています。