تعتبر القدرة السمعية المذهلة لأنثى ذبابة أورميا بمثابة مصدر إلهام لإنتاج أدوات مساعدة للسمع محسنة.
بواسطة: أوفير ماروم
يجب على أنثى ذبابة Ormia ochracea أن تجد الصراصير لتتكاثر. للقيام بذلك، تقوم بتتبع دعوات التودد لذكور لعبة الكريكيت. عندما تجد مرشحًا مناسبًا، تضع البيض عليه، وسرعان ما تحفر اليرقات التي تفقس منه في جسده، لمدة سبعة إلى عشرة أيام تقريبًا، حتى تفقس، لكن المضيف لا ينجو من هذه الضيافة القسرية.... وكما يعلم كل من لم يتمكن من النوم ليلاً بسبب زقزقة الصراصير، فإن العثور على صرصور في المنزل ليس بالمهمة السهلة، بل إنه أصعب من مهمة تحديد موقع صرصور واحد في حقل مفتوح. القدرة السمعية المذهلة التي طورتها أنثى ذبابة أورميا تسمح لها بالعثور على الصراصير بنجاح، واليوم يساعد فهمها أيضًا في تصميم أدوات مساعدة سمعية محسنة للبشر.
للعثور على الاتجاه الذي يأتي منه أي صوت، يستخدم دماغنا قياس الفرق بين الأوقات التي يستغرقها وصول الصوت إلى الأذنين وقياس الفرق في شدة الصوت نفسه عند استقباله بكل أذن. التحدي الكبير الذي تواجهه أنثى ذبابة الأورميا هو أن أذنيها قريبتان جدًا من بعضهما البعض، وبالتالي فإن الاختلافات في حجم الصوت ووقت وصوله إلى كل أذن تكون صغيرة ويصعب تمييزها. وللتغلب على هذه المشكلة، تطبق الذبابة تقنية التضخيم الميكانيكي والعصبي، التي من خلالها تكتشف الفروق الزمنية أفضل بألف مرة (!!!) من الأذن البشرية.
ومؤخرًا، طور الباحثون ميكروفونات مصغرة تحاكي هذه الآلية تمامًا. تتكون الميكروفونات من غشاءين يلتقطان اهتزازات الصوت. وتتصل الأغشية عبر جسر مرن يمكن طيه، تماماً مثل الجسر الذي يصل بين طبلتي الأذن في أذن الذبابة. ونتيجة لهذا الهيكل الفريد، تتحرك الأذنان في اتجاهين متعاكسين استجابة لاختلافات الضغط على سطحيهما الخارجيين. وكما هو الحال مع الذبابة، يتم قياس الاختلافات في شدة وتردد الاهتزازات بين الحجابين عن طريق جهاز استشعار في سماعة الأذن، وبذلك ينجح الجهاز في اكتشاف تباين الصوت في الفضاء، وهو ما يخلق في الواقع اتجاهًا ميكروفون. أحد أهم تطبيقات الميكروفونات الاتجاهية هو في المعينات السمعية، حيث أن هذا النوع من الميكروفونات فعال للغاية في تقليل تأثير الضوضاء الخلفية وتحسين القدرة على فهم الكلام في بيئة صاخبة. ويتطلب الحد الأقصى لحجم الأجهزة، لأسباب تجميلية، أن تكون المسافة بين الميكروفونين داخل جهاز السمع، اللازمة لحساب اتجاه الصوت، في حدود بضعة ملليمترات. על פי החוקרים, יישום העיקרון בו משתמשת זבובת ה-Ormia מאפשר לייצר מכשיר בעל רעש פנימי (רצפת רעש) נמוך בכ- 17 דציבלים ממה שניתן לייצר כיום, ובכך לתת אפשרות למשתמשים לשמוע קצת יותר טוב… את הזבובה, בפעם הבאה שהיא תעופף ליד האוזן لهم.
تعليقات 6
أنت
يوتام على حق. هناك أنظمة محاكاة تعرف كيفية توفير الصوت من أي اتجاه في الفضاء. لمحاكاة هذه الأصوات، يتم استخدام التشويه الناتج عن الأذن. لإنتاج خرائط التشويه، يتم إدخال الميكروفونات في آذان الأشخاص ويتم سماع الأصوات المعروفة من جميع أنواع الاتجاهات. ومن خلال الأصوات المسجلة يمكن معرفة التشوه الذي حدث في بنية الأذن ومن ثم محاكاة هذا التشوه.
نحن نعرف كيفية توسيع الاتجاه المكاني لأصوات معينة فقط، اعتمادًا على التردد بشكل أساسي. على سبيل المثال، يعد تمديد الاتجاه إلى مصدر صوت عالي التردد أسهل بكثير من توجيهه إلى مصدر صوت منخفض التردد.
يمكنك أن تقول ذلك عن ذهابًا وإيابًا أيضًا.
الحل يكمن في طريقة تشويه سماعة الأذن للصوت.
تقوم سماعة الأذن بتشويه الصوت القادم من الأعلى بشكل مختلف عن الطريقة التي تشوه بها الصوت القادم من الأسفل أو الخلف وما إلى ذلك.
على حد علمي، تمكنا من تحديد الموقع لأعلى ولأسفل، وإجراء تجربة مع صديق أو أحد أفراد العائلة، وأغمض عينيك واطلب منه أن يصفق بيده أمامك وفقًا لاختيار عشوائي مرة واحدة لأسفل و بمجرد صعودك فوق رأسك، سترى أنك تمكنت من تحديد الاتجاه بسهولة.
يائير - ربما لم تنجح حقًا في تحديد موقع الصوت في الاتجاه من أعلى إلى أسفل.
"للعثور على الاتجاه الذي يأتي منه أي صوت، يستخدم دماغنا قياس الفرق بين الأوقات التي يستغرقها وصول الصوت إلى الأذنين وقياس الفرق في شدة الصوت نفسه، كما هو الحال استقبلته كل أذن"
وكيف يمكننا تحديد الاتجاه لأعلى ولأسفل؟ بعد كل شيء، في مثل هذه الحالة لا توجد فروق زمنية بين الأذنين.