Летучие мыши используют биологический гидролокатор, называемый эхолокацией, для навигации и охоты, а летучие мыши-подковы особенно искусны в использовании звуков, чтобы ощущать окружающую их среду. «Не все летучие мыши равны, когда дело доходит до биосонара», — сказал Рольф Мюллер, инженер-механик из Технологического института Вирджинии. "Летучие мыши-подковы охотятся в очень густых лесах, и они могут перемещаться и ловить добычу, не натыкаясь ни на что. В целом, они могут справляться с трудными условиями зондирования сонара намного лучше, чем мы в настоящее время."
Чтобы раскрыть секреты способностей животного, Мюллер и его команда изучили уши и носы летучих мышей в лаборатории. Используя ту же технологию захвата движения, что и в голливудских фильмах, команда обнаружила, что летучие мыши быстро деформируют форму своего внешнего уха, чтобы фильтровать звуки в соответствии с частотой и направлением и соответствовать различным задачам восприятия.
«Они могут переключаться между различными конфигурациями ушей всего за десятые доли секунды — в три раза быстрее, чем человек может моргнуть», — сказал Филип Касперс, аспирант лаборатории Мюллера.
В отличие от видов летучих мышей, которые используют менее сложную гидролокаторную систему, подковообразные летучие мыши издают ультразвуковые писки через нос, а не через рот.
Используя лазерно-доплеровские измерения, которые определяют скорость, команда показала, что носы подковообразных летучих мышей также деформируются во время эхолокации — так же, как у мегафона, стены которого движутся при выходе звука.
Теперь команда применила собранную ими информацию об эхолокации подковообразной летучей мыши для разработки роботизированной гидролокаторной системы. Система сонара команды включает в себя два канала приема и один канал излучения, которые способны воспроизводить некоторые ключевые движения в ушах и носу летучей мыши. Для сравнения, современные морские гидролокаторы могут иметь приемники размером несколько метров и многие сотни отдельных приемных элементов для обнаружения входящих сигналов.
Уменьшая количество элементов в своем прототипе, команда надеется создать небольшие эффективные гидролокаторы, которые потребляют меньше энергии и вычислительных ресурсов, чем существующие массивы. «Вместо того, чтобы получать один мощный сигнал и позволять суперкомпьютеру обрабатывать его, мы хотим сосредоточиться на получении правильного сигнала», — сказал Мюллер.