โดยไม่ต้องขรุขระหญ้าเจ้าชู้ , เส้นประสาทปลาหมึกและจะงอยปากกระเต็น - ตามลำดับ - เราจะได้ไม่ต้อง Velcro วงจรอินพุตมิตทริกเกอร์หรือความเร็วสูงชินคันเซ็นรถไฟหัวกระสุน วิศวกรชอบที่จะขุดค้นโลกแห่งธรรมชาติเพื่อหาไอเดีย
Echolocationเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่ธรรมชาติเอาชนะมนุษย์ด้วยหมัด Echolocation เป็นกระบวนการในการตรวจจับหรือตรวจสอบวัตถุโดยการตีด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงซึ่งจะสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิด เทคโนโลยีโซนาร์ช่วยให้มนุษย์สามารถทำสิ่งนี้มานานกว่า 100 ปีแล้ว แต่ปลาวาฬที่มีฟันจำนวนมากซึ่งเป็นเชื้อสายที่รวมถึงโลมาปลาโลมาและวาฬสเปิร์ม - ใช้การระบุตำแหน่ง เพื่อทำรอบ1,000 ค้างคาวสายพันธุ์
ในขณะที่วิศวกรรมโซนาร์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องนักประดิษฐ์ในอนาคตอาจได้รับแรงบันดาลใจมากมายจากค้างคาวและสัตว์จำพวกวาฬที่มีฟันเหมือนกัน แต่กลุ่มใดจะมีค่ามากกว่าสำหรับผู้บุกเบิกในวันพรุ่งนี้?
คำถามดังกล่าวนำไปสู่การเล่นซี่โครงที่ขี้เล่นในหมู่นักวิทยาศาสตร์ Laura Kloepperเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่ St. Mary's College ในรัฐอินเดียนา ในเดือนพฤศจิกายน 2018 ซึ่งเป็นงานรวมตัวของ Acoustical Society of America เธอได้นำเสนองานวิจัยใหม่ที่เน้นถึงความแตกต่างที่สำคัญบางประการระหว่างการสะท้อนของค้างคาวและโลมา และสำหรับ Kloepper ทางเลือกนั้นชัดเจน: เธอคิดว่าค้างคาวใช้เทคนิคนี้ในแบบที่น่าประทับใจกว่ามาก
แต่คนอื่นไม่แน่ใจ อาจไม่มีผู้ชนะที่ชัดเจนในการต่อสู้ทางหูนี้ ก่อนที่คุณจะประกาศตัวเป็น "Team Bat" หรือ "Team Dolphin" นี่คือรายละเอียดของการจับคู่
ปิดเสียง
เสียงเดินทางในน้ำได้เร็วกว่าเสียงในอากาศประมาณสี่เท่า นั่นช่วยให้ปลาวาฬที่มีฟันสามารถส่งเสียงสะท้อนได้ในระยะทางที่ไกลกว่ามาก ใช้โซนาร์ของมันจมอยู่ใต้น้ำขวดปลาโลมาสามารถระบุอาหารที่อาจเกิดขึ้นจาก361 ฟุต (110 เมตร) อยู่ห่างออกไป
ค้างคาวมีช่วงโซนาร์ที่แคบกว่ามาก: สัตว์ล่าแมลงส่วนใหญ่สามารถตรวจจับเหยื่อที่อยู่ในระยะ9.8 ถึง 16.4 ฟุต (3 ถึง 5 เมตร) เท่านั้น ไม่มีการแข่งขันที่นั่น
ปริมาณเป็นอีกพื้นที่หนึ่งที่ปลาวาฬฟันน้ำนมพุ่งออกไปจากการแข่งขัน ปลาโลมาและญาติของพวกมันทำปฏิกิริยาโดยใช้ทางเดินจมูกเพื่อสร้างชุดคลิกที่เคลื่อนผ่าน "แตงโม" ซึ่งเป็นอวัยวะที่มีไขมันอยู่เหนือขากรรไกร เช่นเดียวกับโทรโข่งในตัวเมล่อนจะโฟกัสและกำหนดทิศทางเสียงขาออก ในบางส่วนของปลาวาฬเหล่านี้สตริงของการคลิกจะดังเท่า230 เดซิเบล
ซึ่งสูงกว่ารถไฟคำรามเกือบ 130 เดซิเบลที่คุณจะได้ยินที่สถานีรถไฟใต้ดินในนิวยอร์กซิตี้ นอกจากนี้ยังทำให้เสียงที่ทำจากค้างคาวทำให้อับอาย: ใบปลิวที่ถือโซนาร์ส่งเสียงในสนามเบสบอลที่100 ถึง 110 เดซิเบล
ในค้างคาวมักเป็นลิ้นหรือกล่องเสียงที่สร้างคลื่นเสียงที่ทำให้ echolocation เป็นไปได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เทคนิคดั้งเดิมอื่น ๆ ผลการศึกษาในปี 2014 รายงานว่าค้างคาวผลไม้โลกเก่านำทางในความมืดมิดโดยการคลิกด้วยปีกของพวกมันและฟังเสียงสะท้อน นักวิจัยยังไม่ทราบวิธีการทำงาน
การรับมือกับ Chatter
ตอนนี้การทำเสียงเหล่านี้เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการต่อสู้ หากคุณจะใช้โซนาร์คุณจะต้องประมวลผลเสียงสะท้อนกลับเมื่อมาถึง ปลาโลมาทำเช่นนี้ด้วยขากรรไกรและฟันซึ่งสกัดกั้นเสียงสะท้อนและส่งผ่านไปยังหูชั้นกลาง และแน่นอนว่าค้างคาวใช้หูภายนอกที่รกเพื่อรวบรวมสัญญาณการกลับมา
แม้จะมีหูที่ใหญ่โต แต่ก็ยังน่าแปลกใจที่ค้างคาวสามารถได้ยินเช่นเดียวกับพวกมัน สิ่งมีชีวิตจำนวนมากอาศัยเดินทางและล่าสัตว์ในอาณานิคมขนาดใหญ่ ที่ใหญ่ที่สุดคือสัตว์ประมาณ15 ล้านตัวที่แข็งแรง เมื่อสัตว์เหล่านี้หลายร้อยหลายพันหรือหลายล้านตัวเริ่มส่งเสียงสะท้อนพร้อมกันผลลัพธ์สุดท้ายก็คือเสียงพื้นหลังมากมาย
ดังนั้นค้างคาวต้องสามารถแยกแยะระหว่างเสียงร้องของมันกับเสียงร้องของค้างคาวตัวอื่น ๆ ด้วยเหตุนี้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีปีกสามารถปรับเปลี่ยนระดับเสียงความถี่และระยะเวลาของเสียงแต่ละตัวได้ อีกตัวเลือกหนึ่งคือการต่อสู้ที่สกปรก: เม็กซิกันค้างคาวฟรีนกจงใจปล่อยเสียงที่ติดขัดค้างคาวอื่น ๆ สัญญาณโซนาร์ ทุกคนมีความยุติธรรมในความรักสงครามและการล่าแมลง
สัญญาณค้างคาวมีความซับซ้อนยืดหยุ่นและปรับเปลี่ยนได้ง่าย บนมืออื่น ๆ คลิกโซนาร์ที่ใช้โดยปลาวาฬฟันมีแนวโน้มที่จะมากขึ้นเป็นเนื้อเดียวกันสัตว์จำพวกวาฬมีการควบคุมระดับเสียงหรือระยะเวลาของเสียงที่ค่อนข้างเรียบง่ายที่พวกเขาใช้ในการสะท้อนเสียงได้น้อยกว่ามาก
นั่นเป็นเหตุผลหนึ่งที่ Kloepper คิดว่าค้างคาวเป็นผู้ใช้โซนาร์ที่ซับซ้อนกว่า กลยุทธ์การป้องกันการรบกวนอาจเป็นอีกเครื่องหมายหนึ่งในความโปรดปรานของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่บินได้ ในการทดลองล่าสุดKloepper และเพื่อนร่วมงานของเธอได้สัมผัสกับปลาโลมาสองตัวในการบันทึกการคลิกของสัตว์จำพวกวาฬเทียม แทนที่จะสับสนสัตว์น้ำเปลี่ยนเวลาและความถี่ของสัญญาณโซนาร์ขาออกเล็กน้อย การแสดงไม่ได้ดูโทรมเกินไป แต่ Kloepper เน้นว่าค้างคาวยังคงมีความยืดหยุ่นในการเปล่งเสียงมากกว่า
สะท้อนอดีต
เมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน 2018 Kloepper ปกป้อง Team Bat ในการอภิปรายScience Friday ที่เป็นมิตรกับBrian Branstetterนักชีววิทยาจาก National Marine Mammal Foundation เมื่อผ่านไปครึ่งทางคู่ต่อสู้ของเธอตั้งข้อสังเกตว่าโลมามีพลังเสียงที่สัตว์ร้ายบินได้ขาด
สัญญาณคืนค้างคาวเต็มไปด้วยข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะภายนอกของวัตถุที่เป็นของแข็ง แต่เนื่องจากธรรมชาติของน้ำเมื่อวาฬมีฟันสะท้อนสัญญาณของมันจะผ่านเป้าหมาย สิ่งนี้จะบอกสัตว์ว่าวัตถุมีลักษณะอย่างไรทั้งภายในและภายนอก การทดลองในปี 1992 พบว่าโลมาปากขวดสามารถกำหนดความหนาของกระบอกสูบกลวงได้โดยใช้ความสามารถในการหาตำแหน่งของมันเท่านั้น
แม้ว่าทุกสิ่งจะแยกออกจากกัน แต่โลมาและค้างคาวก็อาจไม่แตกต่างกัน การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมในปี 2010 พบว่าทั้งสองเชื้อสายได้พัฒนาโซนาร์อย่างอิสระหลังจากผ่านการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการได้ยินชุดเดียวกันในขณะที่วิวัฒนาการ ประวัติศาสตร์ซ้ำรอย; คุณอาจจะบอกว่ามันสะท้อน
ตอนนี้ที่น่าสนใจ
ค้างคาวและวาฬมีฟันไม่ใช่สัตว์ชนิดเดียวที่ต้องอาศัยโซนาร์ นกน้ำมันที่อาศัยอยู่ในถ้ำใช้ echolocation เพื่อนำทางในความมืดและนกปากร้ายตามทฤษฎีก็ใช้เคล็ดลับเดียวกันเพื่อทำความเข้าใจสภาพแวดล้อมของพวกมัน
