Klarere Einblicke in die Echoortung von Fledermäusen
Nur eine begrenzte Anzahl von Studien haben die von Beute und Vegetation erzeugten Echos gesammelt und analysiert. Allerdings gab es keine Daten zu den Statistiken von Echos, die von komplexen Umgebungen erzeugt und von Fledermäusen während des Fluges empfangen werden. Daher wussten die Forscher, wie das Echo einer Pflanze aussieht, aber nicht, wie das Echo einer Reihe von verschiedenen Pflanzen sich im Vorbeiflug einer Fledermaus verändert. Das Projekt CHIROCOPTER (A remote controlled helicopter for investigating the echoes experienced by bat during navigation) sammelte eine große Stichprobe von Echos von Umgebungen, wie sie von fliegenden Fledermäuse empfangen werden würden. Hierzu diente ein Insonifikationsgerät mit einem Ultraschallsender und einer Anordnung von Mikrophonen. Das Gerät wurde verwendet, um eine Reihe von Stadtpark-Umgebungen zu scannen und über zwei Millionen Pulsechos wurden gesammelt. Die Forscher verwendeten die gesammelten Daten, um ihre Hypothese, dass Fledermäuse die Ausgabe der Cochlea des Innenohres mit einer Reihe von gespeicherten Vorlagen abgleichen, zu überprüfen. Einfach gesagt, die Fledermäuse "hören", wie ein Umfeld klingt, statt zu versuchen, sein Anblick durch die Ableitung der dreidimensionalen Gestalt von Objekten zu erfassen. Durch den Ansatz per Abgleich mit Vorlagen vermeiden Fledermäuse die Notwendigkeit für komplexe Rekonstruktionsalgorithmen, die aus einem eindimensionalen Signal an jedem Ohr 3D-Informationen extrahieren. Die Forscher verwendeten eine Reihe von mathematischen Mitteln, um die Eigenschaften der Vorlagen zu bestimmen und kamen zu dem Schluss, dass die Vorlagen die Navigation unterstützen können. Darüber hinaus wurde mit Simulationsstudien gezeigt, wie Fledermäuse die Vorlagen verwenden, um eine Karte einer Umgebung wie etwa einem Wald zu erstellen. Die Erkenntnisse von CHIROCOPTER werden dazu beitragen, bio-inspirierte Sonare für Roboter zu schaffen, mit denen letztere die Fähigkeit der Fledermäuse, unter schwierigen Umständen zu navigieren, imitieren können.
Schlüsselbegriffe
Fledermäuse, Echoortung, CHIROCOPTER, Insonifikation, Ultraschall, Cochlea, Vorlagen, 3D, Algorithmus, Sonar, Roboter
