Для анализа гидролокаторного эха дельфины пользуются сложнейшей математикой

Охотящиеся дельфины стараются запутать добычу сетью из воздушных пузырей. Одновременно они пользуются сонаром и производят сложнейшие преобразования с вернувшимся звуковым эхом, чтобы отличить значимый сигнал от фонового шума.

Охотясь, дельфины используют гидролокатор, посылая звуковые сигналы в водяную толщу и прислушиваясь к вернувшемуся эху. По эху можно узнать, в каком направлении нужно устремиться за добычей. Но при этом они ещё и пытаются сбить жертву с толку, окутывая, например, косяк рыб воздушными пузырьками. И не перестают щёлкать своими сонарами. Вопрос: как в гуще пузырьков дельфины ухитряются понять, где добыча? Ведь воздушные пузырьки точно так же отражают сигналы, и к дельфинам в виде эха должна возвращаться просто неописуемая звуковая каша.

Зоологи из Университета Саутгемптона (Великобритания), кажется, нашли объяснение этой странной охотничьей стратегии. Они поставили эксперимент, в котором рыбу имитировал небольшой стальной шарик, вокруг которого роились мелкие воздушные пузырьки. Специальная аппаратура издавала дельфиньи щелчки. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society A, учёные пишут, что дельфины понижают амплитуду щелчков, то есть второй может быть на две трети слабее первого. Когда оба эха возвращаются, животные доводят второе, слабое эхо до уровня первого, сильного.

Но то же самое слабое эхо отскакивает и от каждого воздушного пузырька. В итоге после операции умножения слабое эхо от пузырьков начинает преобладать над сильным. В случае добычи оба эха равны по силе друг другу. Дельфины, по сути, избавляются от шума, который мешает воспринимать значимый сигнал, но делают это своеобразным способом - усиливая шум так, чтобы значимый сигнал выглядел провалом, «белым пятном».

По словам авторов работы, чтобы проделать такую операцию, необходим недюжинный математический аппарат, который выходит далеко за рамки обычных заданий типа «отличить два от трёх», с помощью которых зоологи проверяют математические способности у животных. Как эта высшая математика встроена в дельфиньи мозги, ещё предстоит выяснить. Пока же исследователи предлагают инженерам обратить на этот феномен самое пристальное внимание. С помощью такого метода можно обнаруживать, например, морские мины, или жучки, вмурованные в стену, или, если отойти от военно-шпионской тематики, дефекты и аномалии в строительных материалах, которые могут стать причиной аварии.

 

компьюлента