Delfiny pokażą naukowcom, jak "rozmawiać" pod wodą

\"Inspiracją dla tego projektu naukowego była sytuacja, kiedy zupełnie nie mogłem porozumieć się pod wodą z innym płetwonurkiem\" – powiedział PAP Łukasz Nowak z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN (IPPT PAN) w Warszawie, który koordynuje projekt budowy urządzenia zwanego \"bionicznym sonarem\".

Komunikacja płetwonurków pod wodą jest dosyć skomplikowana, by się dogadać używają zazwyczaj różnych gestów. Dużo łatwiej byłoby wyjąć na chwilę z ust aparat oddechowy i po prostu coś powiedzieć.

\"Niestety, nic z tego raczej nie wyjdzie, co łatwo samemu sprawdzić, np. na basenie. Po pierwsze przeszkadzać będą bąble wydychanego powietrza, które mocno hałasują, bo wpadają w drgania i same są źródłem dźwięku. Po drugie nasz głos niespecjalnie chce opuszczać usta: odbija się od granicy z wodą ze względu na różnice w gęstości i szybkości rozchodzenia się dźwięku w wodzie i powietrzu\" – wyjaśnił uczony.

Nasz głos rozchodzi się także w postaci drgań krtani, szyi, elementów głowy, ale w ten sposób nie jesteśmy w stanie wyemitować w wodzie dźwięku o wystarczającym poziomie. Delfiny to potrafią, ponieważ ich układ głosowy zawiera odpowiednie tkanki dopasowujące swoje parametry do wody. \"Przyglądamy się delfinom, a konkretnie ich anatomii i cechom szczególnym budowy ich ciała, które umożliwiają wytwarzanie dźwięków o różnych częstotliwościach, a następnie przenikanie tych dźwięków do wody\" - opisał Nowak.

Badacz wyjaśnił, że fale akustyczne wytwarzane przez delfiny rozchodzą się w ich organizmach, ulegają odbiciom od specjalnie ukształtowanych komór powietrznych wewnątrz głowy, przechodzą przez szereg tkanek o różnych właściwościach, dobranych w taki sposób, że umożliwiają one płynne przenikanie wytworzonych sygnałów do otaczającej wody.

Uczeni z IPPT PAN sprawdzają teraz, czy można w podobny sposób dopasować do wody układ głosowy człowieka. Jeśli dojdą do pozytywnych wniosków, będą mogli zbudować urządzenie zwane bionicznym sonarem. Służy ono do pozyskiwania informacji o otaczającym go środowisku za pomocą fal akustycznych.

\"System można wyobrazić sobie jako element rozbudowy układu głosowego - a więc coś co można przyłożyć do ust, głowy lub krtani, i to umożliwi przekazywanie dźwięku do wody. Druga osoba może usłyszeć ten dźwięk już bez żadnych urządzeń, ponieważ transmisja fal akustycznych z wody do układu słuchu nie napotyka już takich przeszkód\" - powiedział rozmówca PAP.

Urządzenie może przydać się nurkom rekreacyjnym, płetwonurkom technicznym, ale nie tylko. Niektóre ssaki morskie, w tym delfiny, wykorzystują wydobywane dźwięki do nawigacji, lokalizacji i komunikacji podwodnej. Dlatego bioniczny sonar może posłużyć do detekcji obiektów, pozyskiwania szczegółowych danych o ich lokalizacji w przestrzeni, prędkości poruszania się, rozmiarze i typie obiektu. Dzięki temu może być wykorzystywany np. do lokalizacji bezzałogowych pojazdów podwodnych.

Uczeni dążą do opracowania sonaru aktywnego, czyli takiego, który sam emituje fale akustyczne, a następnie nasłuchuje powracających sygnałów. Składa się on z kilku zasadniczych części: układu wytwarzania i emisji fal akustycznych, układu odbiorczego - służącego rejestracji docierających fal akustycznych. Kolejnym elementem jest układ przetwarzania danych, który analizuje parametry odebranej fali akustycznej, porównuje je z parametrami sygnału nadanego i za pomocą szeregu operacji dostarcza interesujących nas informacji.

\"Na razie nasze prace skupiają się przede wszystkim wokół układów nadawania i odbierania fal akustycznych. Pracujemy też nad przygotowaniem wniosków patentowych dotyczących konkretnych rozwiązań\" - wyjaśnił. Nad projektem wspólnie z IPPT PAN współpracują naukowcy Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego i Uniwersytetu Gdańskiego.

PAP – Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

agt/