Bliższe spojrzenie na echolokację

Nietoperze używają echolokacji, aby wyłapywać będące ich pożywieniem owady i orientować się w otaczającej je przestrzeni. Jednak do niedawna niewiele było wiadomo, jak właściwie wykorzystują powracające echo do orientacji. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób echo służy do rozpoznawania przestrzeni i poruszania się w ich obrębie, naukowcy musieli poznać informacje sensoryczne, które docierają do latających nietoperzy.

Zmiana klimatu i środowisko

Bardzo niewiele badań dotyczyło gromadzenia i analizowania dźwięków echa generowanych przez zdobycz czy roślinność. Brak ponadto danych na temat statystyk dźwięków echa generowanych przez środowiska złożone, z którymi mają do czynienia nietoperze podczas lotu. Naukowcy wiedzą zatem, jak wygląda echo odbijane przez roślinę, ale nie wiedzą, w jaki sposób zmienia się echo dobiegające z rzędu roślin mijanych przez przelatującego nietoperza. W ramach projektu CHIROCOPTER (A remote controlled helicopter for investigating the echoes experienced by bat during navigation) zgromadzono dużą ilość próbek dźwiękowych echa pochodzących ze środowiska z perspektywy przelatującego nietoperza. Dokonano tego za pomocą urządzenia ensonifikującego, składającego się z ultradźwiękowego emitera oraz zestawu mikrofonów. Urządzenie wykorzystano do przeskanowania otoczenia w kilku parkach miejskich, uzyskując w efekcie ponad dwa miliony impulsów. Badacze wykorzystali zgromadzone dane do przetestowania swojej hipotezy, zgodnie z którą nietoperze dopasowują dane wychodzące ze ślimaka w uchu wewnętrznym do zbioru przechowywanych matryc. Innymi słowy, nietoperze "nasłuchują" otoczenia, zamiast starać się wywnioskować, jak ono wygląda, tworząc trójwymiarowy układ obiektów. Dzięki użyciu metody dopasowywania matryc, nietoperze nie potrzebują złożonych algorytmów rekonstrukcyjnych, które wydobywają trójwymiarowe informacje z jednowymiarowego sygnału w każdym uchu. Badacze posłużyli się wieloma metodami matematycznymi, aby określić właściwości matryc, w czego następstwie wywnioskowali, że matryce mogą wspomagać nawigację. Przeprowadzono także badania symulacyjne, które zademonstrowały, w jaki sposób nietoperze wykorzystują matryce do tworzenia map otoczenia, na przykład w lesie. Informacje uzyskane na podstawie projektu CHIROCOPTER pomogą stworzyć roboty wyposażone w bioinspirowany sonar, umożliwiając im kopiowanie umiejętności nawigowania w bardzo wymagających warunkach, jaką posiadają nietoperze.