Нелинейная математика может стоять за способностью млекопитающих видеть сквозь пузырьки.

Дельфины могли бы научить людей паре вещей о поисках Немо. Водные млекопитающие могут обнаружить добычу, скрытую в пузырьках, с помощью математики.

Регулируя частоту щелчков гидролокатора, и затем, обрабатывая отраженное эхо, дельфины могли бы решить проблему, которая до сих пор ставит в тупик гидролокаторы сделанные человеком: как заглянуть за слой пузырящейся воды. Используя щелчки, которые имитируют Атлантическую афалину, ученые разработали систему, которая отсеивает звуковые помехи от подводных пузырей.

- Это действительно гениально, на самом деле, - говорит океанограф Грант Дин из Института океанографии Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния. - Я думаю, что это очень хорошая идея, и есть ряд отличных применений для нее.

Используя что-то вроде пожарного шланга, исследователи выстреливают пузырьки в огромный резервуар для воды, установленный под землей. Пузырьки скрывают подводную цель - стальной шар, немногим меньше, чем бейсбольный мяч. Затем, они посылают короткими очередями звук – искусственно воссозданные щелчки дельфина под воду, собирают отражения и обрабатывают данные математически, чтобы выяснить местоположение стального мяча.

- Это сработало «блестяще», - говорит физик и инженер Тимоти Лейтон, который возглавлял исследование, опубликованное 12 июля в Трудах Королевского общества А. - Полученные результаты помогут улучшить техногенные сонары, позволяющие подводным лодкам более ясно увидеть мины в мутной воде мелководья.

«Обычно, использование гидролокатора для обнаружения целей в пузырящейся воде, немного похоже на вождение автомобиля ночью в густом тумане», - говорит Лейтон, из Университета Саутгемптона в Англии. – «Включение фар не улучшает зрение водителя; капли тумана только рассеивают свет. Так же и пузырьки рассеивают звук. Но звук, который они отдают, многократно усиливается и пузырьки отражают сигнал сонара, возможно в миллион раз сильнее, чем равные по размеру стальные шарики. Эти сильные отражения и создают проблемы для гидролокации в пенистых водах».

Но ученые обнаружили, что дельфины выдувают сети из пузырей - плотные облака из мельчайших пузырьков во время охоты на стаи рыб.

«Это странно», - говорит Лейтон. - «Либо дельфины ослепляют свои отличные сенсорные аппараты, либо они делают что-то, что мы не можем». По сравнению с лучшими гидролокаторами сделанными человеком, «оборудование» дельфинов является менее мощным, но по-прежнему превосходит его искусственные аналоги.

Исследователи использовали нелинейную математику для обработки отраженных звуковых импульсов, полученных в ходе использования имитации дельфиньего сонара. Этот тип расчета использует энергетические отголоски пузырей, которые в отличие от тех же отражений от стальных шариков или рыбы, отдают звук как квадрат импульса, который был им послан.

- Я не думаю, что дельфины сидят там и играют с числами в уме, - говорит он, - но их мозг может использовать математику, чтобы расшифровать рассеянные пузырьками сигналы сонара.

«Вероятно дельфины не являются подводными математиками, но исследовательская группа не пытается доказать что животные используют этот метод обработки данных гидролокатора», - говорит инженер Хью Гриффитс из Университетского колледжа Лондона в Англии. – «Исследователи задаются вопросом, возможно ли это, говорит он. И они приходят к выводу, вполне справедливо, что да, в принципе, это так».

medbe.ru