Lacustele dau lectii de tehnologie

Lacustele dau lectii de tehnologie lacustesistem auditivcercetaretehnologiecaptator de sunete

Lacusta are ureche fina si pare sa reprezinte o buna sursa de inspiratie pentru crearea unor captatori de sunete performanti. O echipa de cercetatori de la Universitatea din Bristol, Marea Britanie, a deslusit modul in care aceste insecte disting atat de eficace sunetele, cu un sistem auditiv mult mai simplu decat cel al mamiferelor.
Lacusta si-a dezvoltat un sistem auditiv care ii permite sa distinga eficient frecventele si sa faca diferenta intre sunetul emis de o alta lacusta si cel emis de un posibil pradator, cum ar fi un liliac.
Dar veritabila performanta este ca insecta capteaza sunetele, le converteste in vibratii si le analizeaza intr-o singura etapa, cu membrana timpanului sau, prin mijloace pur mecanice. La mamifere, operatia se face in 3 etape. Si intr-un microfon, semnalul acustic trebuie sa fie convertit in semnal electric.
 
Secretul este in microstructura timpanului
Cercetatorii din Bristol au demonstrat, folosind tehnici de analiza sofisticate si simulari digitale, ca exceptionalele abilitati ale lacustei sunt legate de microstructura timpanului sau: variatiile de grosime si de tensiune ale membranei, care ii permit sa analizeze frecventa sunetelor percepute.
Sapte lacuste adulte (maculi si femele), in prealabil anesteziate pentru a evita miscarile abdominale de respiratie care perturba masuratorile, au fost analizate cu instrumente de varf: un vibrometru cu laser Doppler pentru a masura vibratiile membranei la receptarea semnalelor sonore si o freza cu fascicule de ioni focalizate, pentru a explora structura respectivei membrane. Un model digital al membranei a permis explorarea prin simulare a raspunsurilor la diferite frecvente de semnale acustice.
 
Trei operatii intr-una
Combinarea experimentelor si a simularilor a permis elucidarea manierei in care timpanul lacustei efectueaza trei operatiuni intr-una.
Departe de a fi omogena, membrana are o grosime foarte variabila: de la 15 microni maximum, pana la o grosime minima de 100 nanometri. De asemenea, in ea se afla microcavitati, compartimente umplute uneori de fluide. O structura complexa care are ca rezultat tratarea diferita a undelor de diverse frecvente care se propaga prin ea. Astfel, undele de joasa frecventa (sub 10 kHz) traverseaza intreaga membrana, pana la celulele nervoase sensibile la astfel de frecvente; in vreme ce undele de inalta frecventa sunt oprite pe parcurs in locurile in care se situeaza neuronii corespunzatori acestor frecvente.  In plus, microstructura membranei ii permite sa joace rolul de amplificator.
Cercetatorii din Bristol intentioneaza sa valorifice rezultatele studiilor prin producerea unui captator inspirat de aceste principii de simplificare si de integrare si sa imagineze baterii de membrane pentru a capta si analiza sunetele, totul alimentat cu energie doar de undele acustice.
 
Sursa: L’Usine Nouvelle