Полезно для БПЛА. Израильские ученые показали, как летучие мыши с помощью эхолокации находят добычу
Ученые Тель-Авивского университета с коллегами, показали, как летучие мыши находят добычу с помощью эхолокации среди множества мешающих сигналов. Открытие будет полезно и для беспилотных технологий.
Большие подковоносы (летучие мыши вида Rhinolophus ferrumequinum) получили свое название благодаря особому выросту на носу, помогающему фокусировать сигналы эхолокации. В темноте эти животные издают долгие ультразвуковые импульсы постоянной частоты. Но во время охоты в дикой природе они сталкиваются с серьезной проблемой: звуковые волны отражаются не только от добычи, но и от деревьев, кустов или земли. Чтобы понять, как летучие мыши справляются с фильтрацией шума, ученые закрепили на их спинах миниатюрные датчики с GPS и микрофонами. Это позволило проследить за полетом мышей и проанализировать издаваемые ими звуки и возвращающееся эхо. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Выяснилось, что летучие мыши умело используют особенности своего слуха и физические законы. Когда животное летит вдоль кромки леса, частота отраженного от кустов и деревьев эха повышается из-за эффекта Доплера. Чтобы компенсировать это искажение, подковоносы намеренно снижают частоту испускаемого сигнала. Благодаря такой корректировке фоновые шумы остаются в более низком частотном диапазоне. Они больше не попадают в особую сверхчувствительную зону слуховой системы (фовеа), которая настроена исключительно на восприятие частотных колебаний от взмахов крыльев насекомых.
"Умело корректируя свои сигналы, подковоносы удерживают фоновое эхо на более низких частотах, где оно уже не маскирует эхо от крыльев добычи", – объясняют исследователи.
Работа выходит далеко за рамки биологии и напрямую связана с беспилотными технологиями. При полете близко к деревьям датчики дрона буквально слепнут из-за хаотичных отражений. Новая работа детально описывает алгоритм работы в таких трудных условиях. Летучая мышь удерживает частоту фонового шума строго под нижней границей чувствительности своего "боевого" канала. Это готовый математический паттерн для лидаров и сонаров микродронов, работающих в лесистой местности или в разрушенной городской застройке. Он позволяет БПЛА лететь на высокой скорости вплотную к препятствиям, не теряя из виду подвижные цели, в том числе людей и другие дроны.