Познавательное  |   |  13.08.2012 08:55

Действительно ли дельфины мыслят нелинейно?

Источник перевод для mixstuff – Cowanchee


Исследование, проведённое в Университете Саутгемптона, и посвященное тому, каким образом дельфины обрабатывают сигналы своих сонаров, может предоставить человечеству новую эхолокационную систему, способную различать любые цели, например морские мины, в бурлящей воде.

Было замечено, что во время охоты на свою добычу, дельфины создают вокруг косяков рыб сеть воздушных пузырьков, которая заставляет рыб сбиваться вместе, что делает их поимку более лёгкой. Однако подобные пузырьковые сети конфликтуют с человеческими сонарами, поскольку сильное рассеяние, создаваемое пузырьками, генерирует шум на экране сонара, который невозможно отличить от настоящей цели.

Взяв за основу дельфиний сонар и рассмотрев его с инженерной точки зрения, можно сделать вывод, что он не лучше, чем любой из созданных людьми. Следовательно, во время охоты в бурлящей пузырьковой сети дельфины должны либо «ослеплять» свою систему эхолокации, либо они имеют способность, которая отсутствует в человеческих сонарах.

Исследование профессора Тима Лейтона из Института исследования звуков и вибраций Университета Саутгемптона (ISVR) и его коллег ставило перед собой целью определить – существует ли некий способ, с помощью которого дельфины обрабатывают сигналы своих сонаров, чтобы различать цели в бурлящей пузырьками воде?

В исследовании, опубликованном в «Proceedings of the Royal Society A» профессора Лейтон и Пол Уайт, а также студент Гим Хуа Чуа использовали эхолокационные импульсы подобные тем, что испускают дельфины, но обрабатывали их с помощью методов нелинейной математики вместо обычного метода обработки сигналов сонара. Эта система, получившая название «Biased Pulse Summation Sonar» (BiaPSS) сумела уменьшить эффект рассеивания на основании вариаций в амплитуде щелчков, подобных тем, что возникают когда дельфин издаёт последовательность собственных щелчков.

Профессор Лейтон говорит: «Мы знаем, что дельфины издают последовательности щелчков, и амплитуда каждого из них может отличаться от других, так что не все щелчки обладают одинаковой громкостью. Мы спросили себя – а что если вариация амплитуды не является случайной, а на самом деле нужна для того, чтобы отличить рыбу от пузырька воздуха?

Как выяснилось, эти щелчки позволяют опознавать цели, если они обрабатываются методами нелинейной математики, что влечёт за собой закономерный вопрос – быть может, дельфины тоже пользуются подобными методами? Вариация амплитуды щелчков является ключом к разгадке: она производит изменения в получаемых эхо-сигналах, которые позволяют различить цель (рыбу) в сети пузырьков, чего не могут сделать человеческие сонары.

И хотя это не даёт однозначного ответа, пользуются ли дельфины нелинейными методами обработки своих сигналов, это демонстрирует нам, что мы можем засекать и классифицировать цели в бурлящей воде с помощью сонарных импульсов, подобным тем, которыми пользуются дельфины».

BiaPSS продемонстрировал свою эффективность в различении целей в шуме, генерируемом воздушными пузырьками в «поле зрения» сонара. Одной из таких целей может быть морская мина, которую легко приобрести и которая дешёво стоит (около одной тысячи долларов каждая), что несопоставимо с финансовым ущербом (и это не считая ранений и смертей членов экипажа), который она может причинить (к примеру, ремонт морского судна Военного флота США «Сэмюэль Б. Робертс» обошёлся в 96 миллионов долларов; «Принстон» — 24 миллиона долларов, а «Триполи» — 3.6 миллиона долларов).

Авторы исследования прежде уже предлагали новую форму сигналов сонара (TWIPS: Twin Inverted Pulse Sonar; прим. mixstuff.ru), которая позволяла работать в облаках пузырьков, и состояла из пары импульсов, которые были идентичны друг другу, за исключением того, что один из них был инвертирован относительно другого, и что позволяло засекать цели в бурлящей воде, если сигнал обрабатывался методами нелинейной математики. Однако, несмотря на то, что эти TWIPS импульсы были успешными, не было никаких убедительных свидетельств, что подобный тип импульсов используется какими-либо видами дельфинов.


Понравилась статья? Оцените ее:


Система Orphus: Если вы заметили ошибку в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter Система Orphus

© Mixstuff 2012. Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта mixstuff.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Понравилась статья?
Поделись с друзьями!

x

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *