新型蝙蝠声纳系统

美国研究人员以马蹄铁蝙蝠的回声定位系统为基础，研制出一种移动声纳系统。

新系统可以彻底改变目前固定的人造声纳系统，减少它们的尺寸和复杂性，并提高性能。

生物声纳被称为回声定位，所有蝙蝠都使用它来帮助它们捕食、导航和在黑暗中飞行。通过发出非常大的噪音并倾听返回的回声，它们可以将周围的世界可视化，从而定位和识别猎物并避开障碍物。

大多数蝙蝠用嘴发出声音，但马蹄蝠用另一种独特的方法。

“这些蝙蝠通过鼻子发出声音，鼻子就像马蹄形的扩音器，”弗吉尼亚理工大学的研究作者罗尔夫·穆勒解释说。“这个结构是在运动的，所以扩音器的壁会抽搐、移动和调整，以改变声音。”

蝙蝠的耳朵也是动态的，可以改变形状来帮助它们接收和破译回声。“它们有大约20块肌肉，可以在十分之一秒内收缩并改变耳朵的形状，这是人类眨眼速度的三倍。”

该团队首先利用跟踪和记录蝙蝠耳朵和鼻子的运动收集的数据创建了一个计算机模型。在观察了蝙蝠的结构和关键动作之后，他们建立了一个具有相同特征和所有自由度的机器人模型。样机在展览会上展出美国声学学会上周在宾夕法尼亚州匹兹堡举行的会议。

这个原型是完善现有声纳系统的第一步。例如，海军声纳在一个直径7或8米的外壳中使用多达1000个发射器和接收器元件。然而，与之相比，马蹄蝠令人难以置信的系统和原型都很小，只有3个元素:一个扩音器鼻发射器和两个耳接收器。

虽然目前的模型还不能像海军声纳一样发挥作用，但我们希望通过模仿蝙蝠的动态方法，我们最终可以用百分之一的元素创造出直径只有目前十分之一的新结构!

研究人员还想了解蝙蝠是如何在如此困难的环境中导航的，以及我们如何将其应用到我们的系统中。

穆勒说:“我们目前拥有的(海军)技术在有很多物体的杂乱环境中真的会出现问题，但马蹄铁蝙蝠生活在森林中，它们真的很擅长处理这种情况。我们研究的一个洞穴的入口下面是一个45度的树木繁茂的山坡，蝙蝠从那里飞出来，以每秒10米的速度直接进入茂密的树木中，没有任何问题。”

除了从真正的蝙蝠身上收集更多信息外，他们还将在一架小型无人机上安装蝙蝠声纳，并在无人机在不同环境中飞行时进行监控。