Эхолокация летучих мышей помогает совершенствованию радаров
27 января 2011 года, 17:10 | Текст: Андрей Величко | Послушать эту новость
Живые прототипы будущих звуковых локаторов (фото Rolf Mueller).
Автономные механические системы, созданные человеком, плохо ориентируются в среде, которая имеет множество помех и препятствий. Поэтому их приходится оснащать уймой датчиков — основанных преимущественно на видеосъёмке и лазерных технологиях.
Принципы эхолокации обычно используются человеком для «грубого» обнаружения сравнительно крупных объектов (с помощью радаров, эхолотов и т. п.), хотя их можно применять и в небольших системах для ориентации в пространстве. Правда, вначале необходимо очень тщательно исследовать особенности строения естественных локаторов, которыми природа наделила летучих мышей. Этим и занимается Рольф Мюллер, руководитель Лаборатории биотехнологий ( BIT ) при Институте передовых исследований в Дэнвилле (штат Виргиния).
Летучие мыши распространены по всему миру, кроме полярных областей. Их среда обитания и пища чрезвычайно разнообразны, что приводит и к различиям в способах эхолокации. Однако общая схема одинакова: испускаемый и отражённый ультразвуковой сигнал быстро обрабатывается в мозге животного. Специалисты BIT предположили, что нос и уши млекопитающего «шифруют» сигнал, отфильтровывая лишнюю информацию. Для того чтобы перенять эту систему, необходимо досконально разобраться в структуре бугорков, впадин и отростков и других составных элементов биолокаторов мышей.
В 2009 году было проведено компьютерное моделирование процессов эхолокации у 120 видов летучих мышей. Команда г-на Мюллера обнаружила, что животные объединяют все ультразвуковые импульсы в единый поток, размеры и частота которого зависят от особенностей строения головы представителей того или иного вида. К примеру, у особей Rhinolophus paradoxolophus узконаправленный луч излучается с помощью крупного (вдвое больше, чем у других видов) носа — над разгадкой этого механизма наука билась полвека.
А вот ещё одно интересное открытие: летучие мыши используют вторичные структуры (пластинки-лепестки в носу и козелки в ушах) для более изощрённого восприятия сигнала. Значение может иметь каждая мелочь: к примеру, когда исследователи убрали на компьютере одну из небольших бороздок в ухе бурого ушана. качество приёма сигнала ухудшилось на порядок. Интересно, что в радарах и сонарах сигнал, принятый такими вторичными структурами, считается шумом, а потому подавляется.
Дальнейшая работа в этом направлении позволит создать различные типы эхолокаторов, копируя структуру ушей и носа той или иной разновидности крылатого животного. Преимуществом таких приборов перед другими типами локаторов станет меньшее время обработки информации бортовыми компьютерами роботов, уверен г-н Мюллер.
