"Ich habe Fledermäuse seit langem für ihre unheimliche Fähigkeit bewundert, mit Ultraschall durch komplexe natürliche Umgebungen zu navigieren, und vermutet, dass die ungewöhnliche Beweglichkeit der Ohren des Tieres etwas damit zu tun haben könnte", sagte der Maschinenbauingenieur von Virginia, Rolf Mueller.
Laut Müller tun Fledermäuse etwas, was Menschen nicht können - sie wedeln mit der Ohrmuschel, um Doppler-Informationen hinzuzufügen. In Kombination mit der komplexen Form der Ohrmuschel werden Codierungswinkelinformationen in den Schall codiert, der in ein einzelnes Ohr eintritt.
Das Team stellte eine weiche künstliche Ohrmuschel her, die von Hufeisen und Fledermäusen der Alten Welt inspiriert war, und befestigte sie über eine Schnur (Foto) an einem Motor, um sie zu zucken.
Ein Mikrofon nahm den resultierenden Doppler und den geometrisch modifizierten Schall auf, und dieser sowie die Richtung einer beweglichen Schallquelle wurden als Eingangsdaten zum Trainieren eines tiefen neuronalen Netzwerks verwendet.
Nach dem Training montierten sie das Ohr und seinen Zuckungsmechanismus neben einem Laserpointer auf einer rotierenden Plattform, um es zu testen. Dabei wurde es dem Schall eines mobilen Lautsprechers ausgesetzt und gemessen, wie genau der Laser auf die Schallquelle zeigte.
„Sobald die Richtung des Schalls bestimmt war, drehte der Steuercomputer die Anlage so, dass der Laserpointer ein am Lautsprecher befestigtes Ziel traf und den Standort auf ein halbes Grad genau lokalisierte“, so die Universität. „Das menschliche Gehör bestimmt den Standort normalerweise innerhalb von 9 Grad, wenn mit zwei Ohren gearbeitet wird, und zwar am besten.“ Technologie hat die Position innerhalb von 7.5 Grad erreicht.“
"Die Fähigkeiten liegen völlig außerhalb der Möglichkeiten der Technologie, und all dies wird mit viel weniger Aufwand erreicht", sagte Müller. „Wir hoffen, komplexe Außenumgebungen, einschließlich Präzisionsland- und Forstwirtschaft, zuverlässig und leistungsfähig zu machen. Umweltüberwachung wie Überwachung der biologischen Vielfalt; sowie verteidigungs- und sicherheitsrelevante Anwendungen. “
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