Активные датчики включены в ряд технологий, таких как метеорологические устройства и беспилотные автомобили, и используют эхо от звуковых, радио или световых волн для определения местоположения объектов. Но, несмотря на почти столетие развития, эти технологии активного зондирования до сих пор не могут воспроизвести характеристики гидролокаторов (звуковых волн), используемых в биологическом мире дельфинами и летучими мышами для эхолокации..
Чтобы найти способы улучшить искусственное активное зондирование, ученые всего мира изучают гидроакустические системы летучих мышей и дельфинов. Во время 176-го собрания Акустического общества Америки, проведенного совместно с Неделей акустики Канадской акустической ассоциации 2018 года, ноябрь 2018 г.5-9, в конференц-центре Виктории в Виктории, Канада, Лаура Клоппер, доцент Колледжа Святой Марии в Нотр-Даме, штат Индиана, сравнит гидролокационные системы летучих мышей и дельфинов, описав свою работу над тем, как эти два животных справляются с акустическими помехами. Она воспользуется своими выводами, чтобы доказать, почему у летучих мышей более совершенная система.
«Я в Team Bat», - сказал Клоппер. «Но я собираюсь представить работу дельфинов, чтобы доказать, почему летучие мыши лучше». Она надеется, что ее выступление спровоцирует здоровую дискуссию между исследователями обоих животных.
Доклад Клёппера является частью специальной сессии, посвященной сонарным системам для летучих мышей и дельфинов. Несколько выступающих на сессии выступят на пресс-конференции, посвященной этой теме.
Преодоление помех, стиль летучих мышей и дельфинов
Ученые давно озадачены тем, как группы летучих мышей и группы дельфинов отличают свои индивидуальные эхо от других в пределах своей колонии или стаи. Лабораторные исследования предложили ряд потенциальных стратегий летучих мышей для преодоления этих акустических помех или помех. «Я собираюсь представить первое исследование, посвященное тому, как дельфины могут изменять свои сигналы, чтобы избежать помех, или даже подвержены ли они каким-либо акустическим помехам», - сказал Клоппер.
Клоппер представил дельфинам, щелкающим через специальную установку динамиков и микрофонов на военно-морских объектах США, чтобы мешать эхолокации одного дельфина, выполняющего поведенческую задачу. «Мы были рады видеть, что при воспроизведении этого стимула мы видим реакцию», - сказал Клоппер. «Но у них нет такого уровня контроля над своим криком, как у летучих мышей».
Она считает, что эта разница в контроле связана с уровнем сложности звуков, которые животные используют для эхолокации. «Вероятность перекрытия одного сигнала другим дельфином невелика, потому что щелчки очень короткие, поэтому дельфинам на самом деле не нужно переодеваться, чтобы избежать каких-либо акустических помех», - сказал Клоппер.«У летучих мышей, с другой стороны, крики намного длиннее, поэтому у них больше шансов наложиться на других летучих мышей, когда они летают в том же воздушном пространстве».
В своих исследованиях летучих мышей Клоппер установила камеры и микрофоны на различные мобильные платформы, в том числе на ястреба, обученного летать через то, что она описывает как «эту невероятную темную реку летучих мышей в небе» - рой летучих мышей. Эти и другие исследования показали, что ряд видов летучих мышей меняют то, как меняется высота звука в зависимости от продолжительности крика; эти виды летучих мышей называются частотно-модулирующими. «У них есть способность быть очень гибкими с помощью своей эхолокации, и именно так они могут преодолеть это глушение», - сказал Клоппер..
Команда Клоппера сравнивает записанное на видео поведение летучих мышей с акустическими деталями, чтобы ответить на такие вопросы, как звуки, издаваемые летучими мышами в разных местах стаи. Им удалось получить некоторую информацию о групповом поведении, но теперь задача состоит в том, чтобы обратиться к деталям на индивидуальном уровне.«В настоящее время мы разрабатываем новое электронное оборудование для нашего дрона и ястреба, которое позволит нам действительно определить, какая летучая мышь издает какой сигнал, когда она находится в центре этой огромной группы», - сказал Клоппер..
Что касается дельфинов, Kloepper хочет расширить свое экспериментальное исследование.
"Мы хотим узнать, как они реагируют, если мы дадим еще больше помех - смогут ли они эхолокировать?"