نتائج جديدة حول كيفية استخدام الخفافيش للسونار الطبيعي لاكتشاف أسراب الحشرات ومطاردتها

النتائج التي كشف عنها باحثون في جامعة تل أبيب قد تلقي الضوء على تطور حاسة السونار لدى الخفافيش منذ عشرات الملايين من السنين، وتساعد في تطوير تقنيات دفاعية وهجومية لأسراب الطائرات بدون طيار للاستخدام الأمني ​​المستقبلي* المقال كان تم نشره في نهاية هذا الأسبوع في مجلة PLOS Computational Biology

كشف باحثون في جامعة تل أبيب، بقيادة البروفيسور يوسي يوفال والدكتورة أريان بونمان من كلية علم الحيوان وكلية ساغول لعلم الأعصاب، عن نتائج جديدة حول كيفية استخدام الخفافيش للسونار الطبيعي الخاص بها للتعرف على أسراب الحشرات ومطاردتها. وقد تسلط النتائج الضوء على تطور حاسة السونار لدى الخفافيش منذ عشرات الملايين من السنين، وتساعد في تطوير تقنيات دفاعية وهجومية لأسراب الطائرات بدون طيار للاستخدام الأمني ​​المستقبلي.
سيتم نشر المقال في نهاية هذا الأسبوع في مجلة PLOS Computational Biology.

يوضح البروفيسور يوفال: "معظم الخفافيش تصطاد الحشرات، وتستخدم السونار الطبيعي الخاص بها لهذا الغرض: فهي تبث موجات صوتية، والصدى العائد من الحشرة يسمح لها باكتشافها وتحديد موقعها". "حتى الآن، تم إجراء العديد من الدراسات على الأصداء الصادرة عن الحشرات الفردية، ولكن ليس على أسراب الحشرات حيث يتجمع المئات وأحيانًا الآلاف من الأفراد معًا. واستخدمنا في بحثنا تقنية جديدة تعتمد على المحاكاة الصوتية ثلاثية الأبعاد، لفحص الصدى الذي يعود إلى الخفافيش من أسراب الحشرات لأول مرة".

وطوّر الباحثون خوارزمية أتاحت لهم إنشاء محاكاة صوتية ثلاثية الأبعاد لأسراب الحشرات على جهاز كمبيوتر، وقياس الصدى العائد من السرب، مع تغيير عدد الحشرات في السرب والمسافات بين الحشرات. بالإضافة إلى ذلك، وللتحقق من النتائج التي توصلوا إليها، سجل الباحثون أصداء عادت من الأسراب في البرية وعينات من الحشرات في المختبر.

يقول البروفيسور يوفال: "النتيجة الأولى، التي ليست مفاجئة، هي أنه يمكن اكتشاف سرب من مسافة أكبر بكثير من حشرة واحدة". "ومع ذلك، فقد فوجئنا عندما وجدنا أنه بالنسبة لبعض السرب، فإن الصدى يضعف بالفعل من اتجاهات معينة، حتى بالمقارنة مع الصدى المنعكس من حشرة واحدة. ويكمن تفسير ذلك في ظاهرة التداخل المدمر، عندما تلتقي الموجات الصوتية ذات السعات المعاكسة وتلغي بعضها البعض.

ويختتم البروفيسور يوفال بالقول: "إن النتائج التي توصلنا إليها تلقي الضوء على عدد من القضايا المثيرة للاهتمام". "أولاً، قد يعطوننا رؤى جديدة حول التطور المبكر للسونار: من الممكن أن تكون الخفافيش المبكرة، قبل 50 مليون سنة، والتي كانت مجهزة بسونار بدائي نسبيًا غير قادر على اكتشاف الحشرات الفردية، قادرة على العثور على الطعام عن طريق تحديد موقعه". أسراب كاملة. ثانياً، تفسر النتائج وجود حشرات صغيرة في مناقير الخفافيش المعاصرة، حتى عندما يتضح أن حجمها لا يسمح باكتشاف حشرة واحدة بواسطة السونار. وثالثًا، يقدمون تفسيرًا جديدًا لحقيقة معروفة، وهي أن الخفافيش تنقل موجات صوتية بترددات مختلفة ومتنوعة: وقد يكون المقصود من هذه الميزة منع ظاهرة التداخل، التي يمكن أن تضعف الإشارة المرتدة من أسراب الحشرات. ويضيف الدكتور بونمان أن الخوارزميات التي تم تطويرها للبحث قد تكون مناسبة أيضًا لأسراب الطائرات بدون طيار المستخدمة لأغراض أمنية، وتساعد في تطوير التطبيقات لاكتشاف طائرات العدو بدون طيار، أو بدلاً من ذلك لإخفاء طائراتنا بدون طيار من رادارات العدو.

للمادة العلمية