美科學家制出蝙蝠超聲波「回聲定位」3D效果模型

2020-12-03 科學網

憑藉回聲定位的蝙蝠,通過變換頻率去避免在雜亂之中播放和回音之間模糊的問題

在實驗中的模擬圖示 

據國外媒體報導,近日美國科學家研究發現,在具有繁瑣障礙物的環境下,蝙蝠會通過變動聲音頻率來為自己做回波定位。美國科學家在實驗過程中還專門製作出了一個3D「回聲定位」效果模型。

 

據報導,來自美國布朗大學的科學家發現,蝙蝠能巧妙地調整聲音的頻率做到回波定位,從而適應特殊的雜亂地形。研究人員為了測試出蝙蝠的定位能力和範圍,專門設計了一個實驗。在實驗中,研究人員在試驗測試室裡掛滿了塑料鏈條,並且給蝙蝠身上帶上僅有半克重的麥克風,從而記錄下蝙蝠從這些障礙物中穿梭飛行時候發出的聲音。

 

在下圖展示的圖片中我們會看到,當蝙蝠面對繁密的鏈條時,會調整它們飛行時發出的聲音頻率。當原路返回時,蝙蝠們就對路線非常清晰,不再需要變動聲音頻率來定位。研究者們推測,比起使用單一的頻率,多頻定位可以幫助蝙蝠更加迅速的適應周圍的環境。

 

美國布朗大學的科學家分析,這完全是讓發出的聲音與回聲相匹配的問題,蝙蝠們無視或者不處理那些容易產生幹擾的東西,而只是去認真專注的做好不同頻率的回聲匹配。

 

實驗近一步發現,蝙蝠需要許多關於地形的數據,但是第一次的回音卻不足以提供足夠的信息,所以它需要發送第二,第三乃至第三束聲音。而令人神奇的是:通過細微的改變噪聲間距,蝙蝠可以區分不同的聲音,最後大腦整合出一個此處地形的3D地圖。

 

在實驗中,科研人員製作出了一個3D模擬模型。科研人員常常驚奇於蝙蝠能夠在非常擁擠的環境裡使用不同的頻率進行定位,甚至在周圍都是類似物的條件下,蝙蝠也能夠使用它們自己的聲音去定位所處的環境。據悉,美國海軍對這項研究非常感興趣,因為人造的聲納技術能到達的地方遠不如蝙蝠和海豚可以達到的,而這種不同聲音頻率的定位方法值得軍方採用。

 

科學家及實驗室負責人推斷,變換頻率的技巧是蝙蝠們能夠在快速飛行中正確定位的一個方法。同時他們也發現,當蝙蝠們受到其他同類蝙蝠幹擾時,也仍然用這種方法。目前,科學家正在努力把這種回聲定位方法應用到實踐中,特別是希望能夠成為一種尖端的軍事技術。

 

 

 

 

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