Onderzoekers bouwen mechanische sonar geïnspireerd op vleermuis

Virgina Tech-onderzoekers hebben een prototype sonar gemaakt met mechanisch vervormbare zenders en ontvangers, die met aanzienlijk minder componenten en rekenkracht toekan dan traditionele sonarsystemen. De methode is afgekeken van hoefijzerneuzen, de groep die over de meest geavanceerde sonar van alle vleermuizen beschikt. De groep dankt zijn naam aan de schotelachtige structuur om hun neus waarmee het de geluidssignalen vormt. Het is de enige vleermuizengroep die de geluidssignalen niet via de mond uitstoot.

Huidige sonarsystemen, die vooral onder water gebruikt worden, bepalen locaties van objecten via een array van honderden ontvangers en krachtige dataverwerking om de signalen te correleren. De resolutie licht echter vrij laag. Het viel de Virginia Tech-onderzoekers op dat hoefijzerneuzen met een veel simpeler systeem een veel hogere precisie kunnen bereiken. De vleermuizen vliegen dikwijls opeengepakt in zwermen en door dichte bossen zonder ergens tegenaan te botsen en kunnen kleine prooien opsporen en volgen. Daarbij gebruiken ze slechts hun twee oren om de signalen op te vangen.

Met hogesnelheidscamera’s kwamen de onderzoekers er achter dat de vleermuizen de vorm van hun oren en neus continu aanpassen. Daardoor kunnen ze filteren op frequentie en richting van het signaal. Dat gaat zeer snel, de oren kunnen binnen een tiende van een seconde van configuratie veranderd worden.

Tijdens de Meeting of the Acoustical Society of America in Pittsburgh toonden de onderzoekers een sonarsysteem dat dit trucje in beperkte mate nadoet. Het systeem bevat slechts twee microfoons, beide aangesloten op schuimrubberen ‘oren’ die een aantal bewegingen van de vleermuizen kunnen nabootsen. Ook de zender is voorzien van een mechanisch vervormbare ‘neus’. De onderzoekers denken dit prototype uiteindelijk te kunnen uitbouwen tot een sonar die veel energiezuiniger en compacter is dan de huidige systemen.