Die Echoortung oder Echoortung soll Schall senden und auf ihre Echos hören, um die Elemente einer Umgebung zu lokalisieren und in geringerem Maße zu identifizieren. Es wird von bestimmten Tieren, insbesondere Fledermäusen und Walen , und künstlich mit Sonar verwendet .
Audiodatei | |
Pulsation Pipistrellus | |
Aufnahme bei Annäherung an Beute. | |
Schwierigkeiten beim Umgang mit diesen Medien? | |
---|---|
Der italienische Naturforscher Lazzaro Spallanzani veröffentlichte 1794 seine Arbeit über Fledermäuse: Er schloss ihre Augen mit Leimkugeln oder verbrannte sie mit glühenden Nadeln, aber sie bewegten sich weiterhin leicht. Er zeigt damit, dass sie durch ihre Ohren sehen. Die ersten Radardetektionsexperimente in den 1920er Jahren führten dazu, dass einige Naturforscher das System zur Ortung von Hindernissen bei Fledermäusen mit diesem Detektionsmodus analog machten. Der Zoologe Donald Griffin , der seit den 1930er Jahren mit dem Neurowissenschaftler Robert Galambos an diesen Tracking- Systemen arbeitet, prägte den Begriff Echoortung in einer 1944 veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeit, in der er erklärte, dass Radare verwenden würden – er weiß nicht genau, wie sie unter Militärgeheimnis funktionieren - elektromagnetische Wellen wie Blinde, die Objekte durch das Echo ihrer Schritte lokalisieren, ihre Stöcke oder wie Fledermäuse, die Ultraschallwellen verwenden .
Dieses System wird bekanntlich von Fledermäusen (insbesondere Mikrochiroptera ), Walen ( Delfine , Schwertwale ...), Spitzmäusen , dem philippinischen Koboldmaki und einigen Arten von Apodidae- Vögeln verwendet .
Es ermöglicht diesen Tieren, die Elemente ihrer Umgebung (Hindernisse, Höhlenwände oder andere Hohlräume) und ihre Nahrung (Beispiel: Blumen oder Pflanzenblätter, die das Echo des Ultraschalls von nektarfressenden Fledermäusen reflektieren) oder ihre Beute zu lokalisieren wirkungslos aufgrund von Lichtmangel (Nacht, Höhle, Meerestiefe, Wassertrübung). Einige Motten , insbesondere die Arctiinae , haben Trommelfellorgane erworben, die Ultraschall von insektenfressenden Fledermäusen erkennen. Um ihrem Raubtier zu entkommen, können sie selbst Ultraschall aussenden, um das Radar von Fledermäusen zu stören, wie es einige Heuschrecken und Käfer tun, oder aposematische Ultraschallklicks aussenden .
Die Schweinswale der Familie Phocoenidae senden einzigartige Ultraschallwellen aus, um ihren größten Feinden zu entkommen: den Orcas . Tatsächlich sinkt ihre Ultraschallfrequenz nie unter 100 kHz und bleibt daher für Schwertwale unhörbar, deren Hörvermögen 100 kHz nicht überschreitet . Es ist der Druck der Prädation, der es Schweinswalen ermöglicht hat, ihre Echoortungstechnik zu entwickeln.
Je nach Tier kann der Frequenzbereich extrem groß sein: zwischen 250 und 220.000 Hertz bei Delfinen. Innerhalb der gleichen Gruppe verwendet jedes Tier eine Reihe von eigenen Lauten, die es ihm ermöglichen, seine eigenen Programme zu hören, ohne von denen seiner Artgenossen gestört zu werden.
Die Genauigkeit der Anwendung dieser Technik in Delphinen weit über die Möglichkeiten der meisten modernen Beginn des XXI ten Jahrhunderts .
Einige Blinde verwenden die Echoortung, um Hindernisse zu lokalisieren. Die Lehre der menschlichen Echoortung wurde von Daniel Kish, dem Gründer der Nichtregierungsorganisation World Access For The Blind, formalisiert. Echolocation ermöglicht es, einen Ort aus verschiedenen akustischen Blickwinkeln zu erkennen und bietet den Menschen, die ihn praktizieren, eine bemerkenswerte Autonomie. Es kann von kleinen blinden Kindern spontan entwickelt werden. Die menschliche Echoortung erfordert keine Ausrüstung, ersetzt jedoch nicht den weißen Gehstock. Es ist unvermutet für Sehende zugänglich, auch wenn ihr Audiogramm schlecht ist. Laut Boris Nordmann, der eine Form der vorsätzlichen Blindheit behauptet, sei es notwendig, nicht zu sehen, es nicht nur zu lernen, sondern auch zu lehren. Es ist wahrscheinlich, dass eine Form der menschlichen Echoortung bereits in der Altsteinzeit von den Autoren der Höhlenmalereien verwendet wurde. Die Verwendung des Hörens durch Blinde wird von Denis Diderot in seinem Brief über die Blinden für den Gebrauch derer, die sehen, im Jahr 1749 erwähnt . Die ersten wissenschaftlichen Experimente zu diesem Thema begannen tatsächlich im Jahr 1944 mit der Arbeit von Michael Supa und seinem Team, die bestätigten, dass es tatsächlich das Echo der von ihnen ausgehenden Geräusche ist, die es Blinden ermöglichen, die Entfernung bestimmter Hindernisse zu bestimmen.
Die neurowissenschaftliche Untersuchung der Echoortungssignalverarbeitung durch das Gehirn von Walen und Fledermäusen hat es uns insbesondere ermöglicht, besser zu verstehen, wie Tiere interessante Objekte in einer komplexen Umgebung und im Hintergrund anhand der Echos, die sie (durch das Hören) empfangen, und eines Prozesses namens "temporal" unterscheiden bindend" . Diese Mechanismen könnten laut einem Artikel im Journal of Experimental Biology "zu intelligenten Sonar- und Radartechnologien führen" ;
Mehrere Projekte zielen darauf ab, das von Fledermäusen verwendete Echoortungssystem zu reproduzieren. So entstand im Rahmen des CIRCE-Projekts des Information Society Technologies (IST) der „ Bat-Bot “ .
Die Echoortung ermöglicht es, die Entfernung zum Hindernis anhand der Zeit zu bestimmen, die zwischen dem Aussenden des Schalls und der Wahrnehmung des Echos vergeht. Der Sender mit zwei Ohren misst den Abstand zwischen den beiden Empfängen und leitet daraus die Richtung des Ziels ab.
Die Echoortung gibt Auskunft über ihre Größe, durch die Intensität des Echos (je kleiner das Ziel, desto weniger Schall reflektiert es) und die Dauer des Echos (ein großes Ziel erzeugt kein klares Echo, sondern ein längeres Echo als Empfang von Teilen immer weiter vom Ziel entfernt).
Durch die Messung der Dopplerverschiebung liefert es auch Informationen über die relative Radialgeschwindigkeit des Ziels in Bezug auf den Sender.
Schließlich verzerrt jeder Zieltyp charakteristisch das Echo, was es dem Sender ermöglicht, seine Natur zu bestimmen; Vor allem die Flügelschläge von Insekten signalisieren ihre Anwesenheit im Echo.
Je nach Verwendung werden nicht die gleichen Rufarten und insbesondere nicht die gleichen Frequenzen verwendet .
Die Echoortung ist auf verschiedene Weise eingeschränkt: