Vědci vytvořili robotického netopýra, aby odhalili tajemství toho, jak skuteční netopýři loví v naprosté tmě pomocí echolokace. Studie nedávno publikovaná v Journal of Experimental Biology potvrzuje zažité hypotézy o tom, jak netopýři efektivně identifikují kořist ukrytou v listech, a to i v hustých džunglích. Tento průlom poskytuje cenné vhledy do smyslového systému radikálně odlišného od lidského zraku.
Napodobování přirozené přesnosti
Netopýři využívají echolokaci tak, že vysílají vysokofrekvenční klikání a interpretují odražené ozvěny, aby vytvořili zvukový „obraz“ svého okolí. Je to podobné tomu, jak autonomní vozidla používají LiDAR, ale netopýři toho dosahují s úžasnou jednoduchostí: jen dvě uši a ústa. Vědci to věděli již dlouhou dobu, ale přesné mechanismy zůstaly nejasné, zejména jak se netopýři vyhýbají přetížení ozvěnou v přeplněných biotopech.
Aby na to přišel, tým vedený netopýří vědkyní Ingou Geipelovou vytvořil robotického netopýra. Robot napodobuje dráhu letu skutečných netopýrů vysíláním sonarových pulsů, aby otestoval, jak zjistí, zda je na listech kořist. Experiment ukázal, že netopýři nepotřebují vypočítat přesný úhel každého listu; jednoduše odfiltrují silné, trvalé ozvěny. Pokud je na listu kořist, odražený signál je silnější, což naznačuje potenciální potravu.
Návrh a výsledky robotů
Robotický netopýr se skládá ze sonarového vysílače a binaurálních mikrofonů namontovaných na lineární trajektorii, která simuluje let. Robot testoval 3D tištěné listy s umělou kořistí (vážky) i bez ní. Výsledky byly působivé: robot detekoval kořist v 98 % případů, zatímco falešně identifikoval kořist na prázdných listech pouze v 18 % případů. To potvrzuje, že netopýři spoléhají spíše na sílu ozvěny než na přesné úhlové výpočty.
“Experimenty s chováním již naznačovaly, jak by tito netopýři mohli vyřešit problém hledání kořisti v listech, ale chtěli jsme vědět, zda toto vysvětlení stačí k tomu, aby toto chování fungovalo,” vysvětlil Dieter Vanderelst, spoluautor studie.
Překonání výzkumu: Rozšiřování technologií inspirovaných netopýry
Tento výzkum navazuje na předchozí pokusy replikovat chování netopýrů v robotice. V roce 2017 inženýři vytvořili Robat, robota na kolech, který se navigoval výhradně pomocí echolokace, a v roce 2015 vědci vyvinuli Bat Bot s mávajícími křídly měnícími tvar. Tým Geipel se však zaměřil spíše na funkčnost než na estetiku a upřednostnil přesnost dat.
V budoucnu vědci plánují aplikovat tuto metodu na další druhy netopýrů a zkoumat, jak rozlišují mezi druhy kořisti. Studie zdůrazňuje, že jsme teprve začali rozumět netopýrům, ale znalosti získané z robotických modelů se ukazují jako neocenitelné.
Tento výzkum ukazuje, že i v náročných prostředích mohou prospívat jednoduché, ale účinné biologické strategie. Robotický netopýr nejen potvrzuje vědecké hypotézy, ale také otevírá nové možnosti biomimikry v robotice a senzorových technologiích.
