Un liliac robot dezvăluie cum vânează liliecii în întuneric total

O colaborare interdisciplinară între biologi și ingineri a dus la construirea unui liliac robot care oferă perspective noi asupra modului în care liliecii reali își folosesc ecolocația pentru a vâna în condiții de întuneric complet.

Prin simularea zborului și a „vederii” bazate pe sunet, cercetătorii au reușit să testeze ipoteze vechi de ani despre felul în care aceste mamifere zburătoare identifică rapid prada ascunsă pe frunze, chiar și în medii extrem de aglomerate, precum pădurile tropicale, scrie Popular Science.

Rezultatele sunt prezentate într-un studiu publicat recent în Journal of Experimental Biology și confirmă, în mare parte, ipotezele formulate anterior de cercetătoarea Inga Geipel, specialist în lilieci și cercetător asociat la Smithsonian Tropical Research Institute.

Deși se aștepta la aceste concluzii, Geipel a declarat că rezultatele sunt satisfăcătoare nu din motive personale, ci pentru că demonstrează încă o dată eficiența remarcabilă a liliecilor ca vânători adaptați perfect mediului lor.

Cum funcționează ecolocația și de ce era nevoie de un liliac robot

Liliecii folosesc ecolocația pentru orientare și vânătoare, emițând sunete scurte și rapide, apoi analizând ecourile care se întorc după ce lovesc obiectele din jur.

Din diferențele de timp și intensitate ale acestor ecouri, animalele își construiesc o „hartă sonoră” detaliată a mediului.

Procesul este comparabil, la nivel conceptual, cu tehnologiile LiDAR utilizate de vehiculele autonome, însă liliecii reușesc acest lucru fără senzori multipli sau algoritmi complecși, bazându-se doar pe două urechi și pe emisia de sunete.

Deși mecanismul de bază al ecolocației este cunoscut de mult timp, rămânea neclar cum reușesc liliecii să identifice prada în păduri dense, unde mii de frunze goale generează ecouri care ar putea „încurca” semnalele relevante.

Cercetările anterioare sugerau că liliecii cu urechi mari, precum Micronycteris microtis, se apropie de frunze sub un anumit unghi, astfel încât frunzele netede reflectă sunetul într-un mod predictibil, iar frunzele cu insecte atașate produc ecouri mai puternice și mai difuze.

Problema era una practică: dacă liliecii ar fi nevoiți să analizeze orientarea fiecărei frunze, procesul ar deveni extrem de ineficient. De aici a apărut întrebarea-cheie a studiului: este această strategie suficient de simplă pentru a funcționa într-un mediu real, complex?

Ce a arătat experimentul cu liliacul robot

Pentru a răspunde la această întrebare, echipa a construit un liliac robot care reproduce funcțional, nu estetic, modul de vânătoare al animalului real.

Dispozitivul constă într-un braț robotic echipat cu un emițător sonar, care imită sunetele produse de lilieci, și cu microfoane binaurale ce joacă rolul urechilor.

Sistemul este montat pe o șină liniară de aproximativ trei metri, care simulează un traseu de zbor condensat într-un spațiu de laborator.

„Frunzele” au fost realizate din carton printat 3D, iar unele dintre ele aveau fixată o libelulă artificială pentru a reprezenta prada.

Robotul a emis impulsuri sonore la intervale regulate, iar datele obținute din ecouri au fost analizate în timp real. În total, au fost realizate peste 45 de teste, cu configurații variate de frunze, cu și fără „insecte”.

Rezultatele au fost convingătoare. Liliacul robot a identificat corect frunzele cu pradă în 98% dintre cazuri și a generat relativ puține alarme false pe frunze goale.

Esențial este faptul că sistemul a reușit acest lucru fără a evalua orientarea frunzelor, confirmând ideea că liliecii se bazează pe un principiu simplu: urmăresc ecourile puternice și stabile peste un anumit prag și ignoră restul.

Deși studiul se concentrează pe o singură specie, cercetătorii cred că această strategie ar putea fi aplicabilă și altor lilieci.

Pe termen lung, astfel de cercetări nu doar că ajută la înțelegerea comportamentului animalelor, ci pot inspira și dezvoltarea unor sisteme robotice sau tehnologii de navigație mai eficiente.

După cum afirmă Geipel, explorarea modului în care liliecii „văd” prin sunet abia a început, iar multe mecanisme rămân încă de descoperit.

Cele mai scumpe supermarketuri din România: Locul 5 este ocupat de Profi