Sehen Sie sich einen Fledermaus-inspirierten Sonar Prototyp auf einer Drohne fliegen

Hufeisen Fledermäuse einzigartige Nase und großen, flexiblen Ohren machen sie der Natur dynamischsten Sonar-Arrays. Ingenieure bauten eine mechanische Version, und sie testen es auf ein Quadrocopter Drohne.

Die Sonar-Prototyp, entworfen und gebaut von Virginia Tech Maschinenbau-Professor Rolf Mueller und seinem Team sieht nicht wie alles finden Sie auf einem Kriegsschiff. Freuen Sie sich auf flexiblem Fledermaus Ohren und eine Nase, die basierend auf die Hufeisennase, eine Spezies, die bekannt für die hufeisenförmige Hautlappen auf seiner Nase.

Diese Hautlappen sind richtig als "Noseleaves" bekannt, und sie helfen die Fledermaus die Häufigkeit seiner Echoortung anzupassen. Hufeisen Fledermäuse jagen oft in dichten Dickicht, so dass sie eine Möglichkeit, die flatternden Flügeln eine Motte trennen die Hintergrund-Unordnung aus Ästen und sogar andere Fledermäuse entwickelt haben. Wenn sie Sonar Impulse durch die Nase ausstoßen, die Noseleaves wirken als ein Sprachrohr den Ultraschall zu verstärken, aber sie verändern auch ihre Form die Impulse Anpassung zu unterstützen.

Wenn es ein Objekt, wie ein Baum, ein Schmetterling oder eine Fledermaus reflektiert ändert sich die Frequenz eines Sonar-Impulses. Wegen ihrer Noseleaves können Hufeisen Fledermäuse die Frequenz ihrer Sonar Impulse genau so optimieren, dass sie kleinste Veränderungen in der Reflexion Frequenz verursacht abholen können durch das Flattern der Flügel eine Motte. Aktuelle Marine Sonarsysteme nicht fast so gut im Lesen feine Details in überfüllten Umgebungen wie ein Meeresboden mit Hindernissen übersät.

Hufeisen Fledermäuse können auch ihre ausgehenden Impulse zu kompensieren ihre eigene Bewegung während des Fluges, um sicherzustellen, dass die reflektierte Frequenz fallen in den Bereich, den sie am deutlichsten erkennen können. Müller und sein Team sind besonders daran interessiert, dass die Fähigkeit, da Sonar Arrays montiert auf Kriegsschiffen in der Regel bezogen auf ihre Ziele bewegen. Er testet es durch die Montage sein Prototyp auf eine kleine Drohne effektiv erstellen die weltweit erste arbeiten Quadcopter Hieb.

Hufeisen Fledermäuse Noseleaves machen sie was Sonar-Experten rufen "dynamische Strahler." Sie sind auch dynamische Empfänger. In der Zeit, die es, Sie dauert zu blinken, kann eine Hufeisennase die Form und den Winkel der seine Ohren etwa drei Mal ändern. Diese Flexibilität hilft ihnen ihre eingehenden Sonar-Echos für Bewegung und Hintergrund Unordnung anpassen zu filtern. Die Fledermäuse haben eine Sonar-Palette von nur zwei Empfänger, aber sie können sehr viel ausführlicher als moderne Marine Sonar-Arrays mit Hunderten von Empfängern "sehen".

Mueller, trainiert mit Fördermitteln Naval Sea Systems Command, High-Tech-Überwachung auf eine Kolonie von etwa 30 Hufeisen Fledermäuse um das Geheimnis ihrer Sonar zu stehlen. Mit High-Speed-Video, Ultraschall Mikrofone und Laser Doppler, studierte Müller und sein Team die Bewegung der Ohren und Noseleaves der Fledermäuse.

Basierend auf diesen Daten, sie baute ein digitales 3D Modell der Fledermäuse Nasen und Ohren, dann verwandelte sich das Modell in einen realen Prototypen. Vier Motoren zu steuern, die Kautschuk-Noseleaves und die Ohren, und Müller sagt, dass sie fast so schnell wie die reale Sache bewegen.

[Virginia Tech]

Bild: F.c. Robiller über Wikimedia Commons