A denevérek és a delfinek tájékozódásának egyik legfontosabb eleme a hanghullámok segítségével történő helyzet-meghatározás. Az állatok tájékozódási technikáinak részletes tanulmányozásától azt remélik a tudósok, hogy a beültetett hallókészülékekkel a jövőben akár a sztereó hallás képességét is vissza tudják adni a halláskárosultaknak és a siketeknek.
Amennyiben
a visszhangok-segítségével történő tájékozódás kutatása megfelelően
sikeres lesz, további lehetőségeket tartogatnak a gyógyításon túl is,
például robotok számára is új megoldások előtt nyithatják meg az utat,
amellyel az automata gépek nehéz, vagy kifejezetten veszélyes helyeken
is eredményesen tudnak majd közlekedni.
Trükkös megoldások
Az
új kutatások során eddig ismeretlen trükköket is sikerült megfigyelni,
amelyek a visszhangok segítségével helyzetüket meghatározó élőlények
zsákmányukat elejtik. Ezek a trükkös megoldások mesterséges
rendszerekben lehetővé teszik majd azt is, hogy a mai lehetőségeknél
pontosabban legyenek képesek ezek az eszközök a fix helyű és a
mozgásban lévő tárgyak helyzetét meghatározni. Robert Allen professzor,
Southampton Egyetem kutatója, az általa vezetett BIAS nevű kutatómunka
során azt kívánta feltárni kollégáival, hogy a tájékozódáshoz
visszhangot alkalmazó állatok, azaz például a denevérek, a precíz
helymeghatározást hogyan valósítják meg.
A
kutatók többféle alakú denevérfej-másolattal dolgoztak, amelyek
segítségével azt vizsgálták, hogy a különböző fejformák milyen módon
befolyásolják az állatok fülébe jutó visszhang észlelését. Ezzel
párhuzamosan pedig egy apró, élő denevérre szerelt eszközzel repülés
közben is sikerült vizsgálni, milyen hangokat ad ki navigáció közben az
állat. A denevérre rögzített hangfelvevő fontossága abban rejlik, hogy
a kiadott finom hangokat egy, a hang forrásától messze lévő mikrofonnal
nem lehet rögzíteni, így a tájékozódásban nagy szerepet játszó, de
apróbb, finomabb különbségek sajnos elvesznének - a hangforrás
közvetlen közelében lévő mikrofonnal azonban ez sokkal kevésbé jelent
problémát.
Változó frekvencia
A
felvételekből kiderült, hogy a denevérek elképesztően összetett
hangokat képesek kibocsátani repülés közben. Az élőlények fix és
változó frekvenciákon pulzáló hangokat bocsátanak ki, amelyek mindössze
egynegyed milliszekundum hosszúak. A fix frekvenciájú hangok
segítségével állapítják meg (a Doppler-effektus alapján), milyen
irányba mozog egy zsákmányállat, vagy egy másik denevér, a hangokat
kibocsátó állathoz képest. Más hangok abban segítenek a denevérnek,
hogy egy-egy kisebb tárgyra fókuszáljon. A változó frekvenciájú
csipogások az apró, repülő rovarok észlelését teszik lehetővé az állat
számára - a használt frekvenciák a kiszemelt (vagy inkább kifülelt)
zsákmány és a denevér méretével összefüggésben változnak. Az egymást
átfedő hullámhosszú hangokkal pedig a denevérek olyan tárgyakat képesek
beazonosítani, amelyek kisebbek, mint az állat által kibocsátott hangok
hullámhossza. A kutatók már azt vizsgálják, hogy ezek az információk
milyen módon lehetnek alkalmazhatók a hang alapú képalkotó rendszerek
felbontásának javításában.
Az
eredmények nyomán már a Leedsi és a Strathclyde Egyetemek elkezdték az
apró jelátvivők kifejlesztését, amelyeket olyan robotok
helyzet-meghatározásához és tájékozódásához használnának, amelyek az
emberek számára túl szűk, illetve veszélyes helyeken kell dolgozzanak.
Egyes
denevérek cochleáris területe (a belső fül egyik szerve) rendkívül
érzékeny a hívójelük frekvenciájára, amely segít nekik könnyebben
megállapítani, hogy egy rovar éppen feléjük, vagy tőlük távolódó
irányban repül. De ezen túlmenően a denevérek olyan kifinomult
tájékozódásra is képesek, hogy az általuk kibocsátott hangok
visszaverődéséből képesek megállapítani, milyen anyaga van egy adott
tárgynak. Ezt a mechanizmust remekül lehetne alkalmazni az
ultrahang-készülékek továbbfejlesztésében, és így pontosabb képet
kaphatnának az orvosok arról, milyen szövettípusokat látnak éppen.
Egy
másik felhasználási módja a kutatási adatoknak a földfelszín alatti
ásványkincsek felkutatásában lehet, de a kutatók nagy erőkkel dolgoznak
azon is, hogy az új ismeretek fényében sokkal jobb cochleáris
implantátumokat és hallókészülékeket tudjanak kifejleszteni, amelyekkel
akár a sztereó hangzás - és ezzel a biztosabb tájékozódás - is elérhető
lehet, ma ugyanis ezekkel a segédeszközökkel a hang iránya, a forrás
helyzete nagyon nehezen határozható csak meg.