科学家在苍蝇身上找到听声辨位新方式

科学家可能也没有预料到动物界顺风耳的头衔,居然颁给了一种寄生蝇——Ormia ochracea。

科学家在苍蝇身上找到听声辨位新方式

Ormia可以通过声音,精准定位夜间鸣叫的雄蟋蟀的方位,然后在其体内产卵寄生。多伦多大学最新研究结果,揭秘了Ormia听力犹如雷达般精准的原因。

科学家在苍蝇身上找到听声辨位新方式

Ormia ochracea靓照

相比其他动物的分离的耳膜不同,Ormia的两片耳膜之间,通过一个可以弯曲的,类似跷跷板的关节连接在一起。当一片耳膜振动时,会通过这个关节带动另一片振动。而通过振动间的微小时间差使得Orima可以分辨出声音来源的具体位置。

科学家在苍蝇身上找到听声辨位新方式

多伦多大学教授Andrew Mason说:“有趣的是这么小的东西拥有着这么出色的听觉方向。这种苍蝇的耳朵具有机械耦合特性,这为仿生技术提供了灵感,例如助听器的麦克风。”虽然教授表示这项发现,给仿生技术带来了全新的研发方向,但是模仿这个功能会是一项非常复杂的工作。

而如此复杂的生物特性的Orima却非常的小巧,仅有不到拇指盖的大小。而它们定位的声波波长,甚至超过了它们的体长。

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仅有拇指盖大小

虽然科学家已经明白了Orima的耳膜结构,但是如果想要做成助听器等产品,科学家依然面临着一个难题——“鸡尾酒会”问题。

简单来说,就是在一个吵杂的环境中,你依然可以敏感的听到有人喊你的名字,和某个人说出的语句——人脑版主动降噪。动物和人类这种“降噪”的能力,被称之为掩蔽空间释放(spatial release from masking,SRM)。好吧,小编我也不明白这个到底是什么意思,我也解释不了。

虽然深蓝打败了人类的国际象棋,阿尔法狗即将挑战柯洁的围棋一哥的宝座。但是目前为止,依然没有智能系统能够模拟这种“人脑主动降噪”能力。

不过科学家发现Ormia的听觉系统无法实现SRM。

科学家在苍蝇身上找到听声辨位新方式

当噪声仅出现在Ormia的一侧时,Ormia可以将其从蟋蟀的叫声中分离出去。机械耦合的听觉系统的特性,可以使得不受单侧噪声的影响。但是多个方向的噪声就可以产生误导,从而偏离正确的方位。毕竟机械耦合的结构带来了一定的局限性。

虽然科学家能够在实验室环境成功的误导Ormia,依然没有搞清Ormia如何在复杂的现实声音环境中进行导航。

好吧,其实人类的听力也已经非常出色了。但是Ormia到底比人类厉害多少呢?

人类的耳膜距离大概在20厘米左右,这个距离人类大脑拥有10微秒进行计算和反应。而Ormia耳膜间距仅有0.5毫米,并且在飞行中快速判断,反应时间大概是50纳秒左右——比人类快了一千倍。(数据来源于《Hyperacute directional hearing in a microscale auditory system》)

小编感受到了Ormia的嘲讽……

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小编的垃圾P图

虽然科学家依然没有完全搞懂Ormia如此厉害的原因。不过工程师依然尝试通过这种机械耦合结构,制造出全新原理的声学定位装置。

不过有人知道这个苍蝇的中文怎么叫嘛?小编对翻译软件表示绝望了……

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