Новое исследование показывает, как летучие мыши ориентируются в сложных средах, тонко отслеживая изменения высоты звука по мере движения – техника, которая потенциально применима к технологиям дронов и самоуправляемых автомобилей.
Проблема Эхолокации в Хаосе
Летучие мыши известны своей способностью к эхолокации, используя звук, чтобы «видеть» в темноте. Но навигация в густых лесах или пещерах представляет собой уникальную задачу: тысячи эхо, отражающихся от поверхностей одновременно. Как летучие мыши выделяют правильные сигналы среди этого хаоса? Исследователи из Университета Бристоля и Университета Манчестера обнаружили ключевой механизм: летучие мыши отслеживают, как их собственное движение изменяет высоту возвращающихся звуков, явление, известное как эффект Доплера.
Эксперимент с «Ускорителем для Летучих Мышей»
Чтобы проверить эту теорию, ученые разработали необычный аппарат, получивший название «ускоритель для летучих мышей». Он состоит из восьмиметрового туннеля, облицованного 8000 пластиковых листьев, прикрепленных вручную к беговым дорожкам. Манипулируя скоростью беговых дорожек, исследователи могли обмануть летучих мышей, заставив их воспринимать разное движение относительно окружающей среды.
Команда заметила, что когда беговая дорожка двигалась вместе с полетом летучих мышей, животные ускорялись. И наоборот, когда листва, казалось, двигалась навстречу им, они замедлялись. Это подтверждает, что летучие мыши не просто слушают эхо, а активно обрабатывают, как эти эхо меняются во время полета.
Значение Эффекта Доплера
Исследование показывает, что даже летучие мыши, ранее не идентифицированные как «специалисты по эффекту Доплера», полагаются на этот эффект для навигации. Как объясняет Марк Холдерид, профессор сенсорной биологии в Университете Бристоля: «По мере движения летучей мыши этот сдвиг Доплера несет информацию» – позволяя им интерпретировать сложный звуковой ландшафт.
Это открытие имеет значение не только для биологии летучих мышей. Атия Харон, исследователь в области медицинской инженерии в Университете Манчестера, предполагает, что понимание того, как летучие мыши ориентируются в загроможденных пространствах, может улучшить навигационные системы для дронов и самоуправляемых автомобилей, которые в настоящее время испытывают трудности в аналогичных условиях.
Исследователи считают, что этот метод может помочь создать более надежные автономные системы, имитируя способность летучих мышей интерпретировать изменения звука в режиме реального времени.
Результаты подчеркивают замечательную сложность навигации животных и потенциал биоинспирированных инженерных решений.
