Робот-летучая мышь показал как ушастые летучие мыши находят насекомых в темноте, используя эхо-сигналы

Ученые из разных университетов провели контролируемые эксперименты, чтобы выяснить, как ушастые летучие мыши обнаруживают насекомых, сидящих на листьях, в темноте ночи. Инга Гайпель, научный сотрудник Смитсоновского института тропических исследований (STRI), провела этот эксперимент совместно с ведущим автором Дитером Вандерелстом из Университета Цинциннати и Гербертом Перемансом из Университета Антверпена.

Основной целью эксперимента было объяснить, как тропические летучие мыши обнаруживают бесшумных насекомых, используя эхолокацию для идентификации своей добычи. Исследование основано на поведенческих экспериментах, проводившихся на протяжении многих лет.

Источником биологического вдохновения послужили подлески тропических лесов, где охотится обыкновенная ушастая летучая мышь (Micronycteris microtis). Роботизированные эксперименты проводились в лабораторных условиях с использованием модельных листьев и искусственной добычи.

Ученые пришли к выводу, что летучие мыши больше полагаются на устойчивость эхо-сигналов, чем на точное отображение окружающей среды, что позволяет им сосредоточиться на перспективных целях.

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи создали робота, имитирующего поиск пищи летучей мышью, оснащенного ультразвуковыми датчиками, имитирующими эхолокацию летучей мыши. Робот исследовал множество картонных листов, на одном из которых была искусственная стрекоза. Он следовал за стабильными целями по мере того, как эхо ослабевало.

Робот идентифицировал листы с искусственной добычей, с точностью до 98%, в то время как ложное обнаружение добычи на пустых листьях происходило только в 18% случаев. Согласно результатам анализа, листы создавали эхо, которое резко менялось в зависимости от угла, в то время как листы, на которых была добыча, генерировали устойчивое эхо независимо от направления приближения.

Эксперимент подтверждает, что летучие мыши могут обнаруживать добычу, не создавая детальной пространственной модели своего окружения. Используя предсказуемые акустические паттерны, летучие мыши снижают когнитивную нагрузку при навигации. Исследование показывает, что эволюция предпочитает эффективные системы, а не сложные вычисления.

Понимание того, как летучие мыши фильтруют важную информацию из акустических помех, может вдохновить на создание новых технологий на основе гидролокатора для сельского хозяйства, таких как обнаружение вредителей на посевах или фруктах, спрятанных в листве.

Источник: interestingengineering