"Ho ammirato a lungo i pipistrelli per la loro straordinaria capacità di navigare in ambienti naturali complessi basati sugli ultrasuoni e sospettavo che l'insolita mobilità delle orecchie dell'animale potesse avere qualcosa a che fare con questo", ha detto l'ingegnere meccanico della Virginia Rolf Mueller.
Secondo Mueller, i pipistrelli fanno qualcosa che gli umani non possono fare: agitare il padiglione auricolare per aggiungere informazioni Doppler. Questo, combinato con la forma complessa del padiglione auricolare, codifica le informazioni sull'angolo di arrivo nel suono che entra in un singolo orecchio.
Il team ha realizzato un morbido padiglione auricolare artificiale, ispirato al ferro di cavallo e ai pipistrelli dal naso a foglia del Vecchio Mondo, e lo ha attaccato a un motore tramite una corda (foto) per agitarlo.
Un microfono ha rilevato il suono Doppler risultante e geometricamente modificato, e questo, più la direzione di una sorgente sonora mobile, sono stati usati come dati di input per addestrare una rete neurale profonda.
Una volta addestrati, hanno montato l'orecchio e il suo meccanismo di contrazione su una piattaforma rotante insieme a un puntatore laser per testarlo, esponendolo al suono di un altoparlante mobile e misurando la precisione con cui il laser ha puntato la sorgente sonora.
"Una volta determinata la direzione del suono, il computer di controllo ruotava l'impianto in modo che il puntatore laser colpisse un bersaglio attaccato all'altoparlante, individuando la posizione entro mezzo grado", secondo l'università. “L’udito umano in genere determina la posizione entro 9 gradi lavorando con due orecchie, e il migliore la tecnologia ha raggiunto la posizione entro 7.5 gradi.”
"Le capacità sono completamente al di là di ciò che è attualmente alla portata della tecnologia, eppure tutto questo è ottenuto con uno sforzo molto minore", ha affermato Mueller. “La nostra speranza è di portare un'autonomia affidabile e capace in ambienti esterni complessi, comprese l'agricoltura di precisione e la silvicoltura; sorveglianza ambientale, come il monitoraggio della biodiversità; così come le applicazioni relative alla difesa e alla sicurezza ".
Vale la pena dare un'occhiata a questo video YouTube sull'orecchio di pipistrello della Virginia Tech