Selvom vi mennesker som art er langt mere komplekse end firben, kan vi sagtens lære noget af de små øgler.
Når gekkoer og andre firben hører en lyd, har de nemlig meget nemmere ved at afgøre, hvilken retning lyden kommer fra.
Firbenets særlige evne har inspireret forskere på Syddansk Universitet (SDU) til at bygge en robot, der med uhørt nøjagtighed kan lokalisere lyd.
Robotten kan på sigt bruges til at lytte efter eksempelvis piratskibe og bestemme ud fra den lyd, som skibsskruen afgiver i vandet, hvor på havet de stadig mere hærgende pirater sejler rundt.
Fænomenal retningsbestemmelse
»Firben har trommehinder, ligesom vi har, og de har et øre, der på mange måder er opbygget som en simpel version af vores. Men det helt specielle ved dem er, at ørerne er koblede, så ørerne virker som en retningsmikrofon. Det gør deres retningsbestemmelse helt fænomenal,« forklarer lektor Jakob Christensen-Dalsgaard fra Biologisk Institut ved SDU.
Jakob Christensen-Dalsgaard forsker i, hvordan gekkoers hørelse virker. Han forklarer, at den trommehinde, der vender mod lydkilden, bliver stimuleret meget mere end den anden, når firbenet hører en lyd.
Ved at sammenligne stimuleringen af de to ører i nervesystemet, kan krybdyret på meget enklere vis end mennesker pejle sig nøjagtigt frem til retningen af lydkilden.
LEGO-robot med firbens hørelse
Det smarte er, at firbenets behandling af lyden er så simpel, at den relativt let kan beskrives med en matematisk model, og ud fra den har Jakob Christensen-Dalsgaard sammen med forskere på Mærsk Instituttet ved Syddansk Universitet bygget en mikro-computer, der simulerer firbenets hjerne.
Forskerne testede i første omgang computerchippen ved at koble den til to mikrofoner og sætte den på en rullende LEGO Mindstorms-robot. Når mikrofonerne opfanger en lyd, bliver lydsignalet behandlet af den lille computer, der styrer robottens motorer og hjul.
»Robotten styrer imod den retning, hvor lydkilden er højest. Den bliver ved med at lave den korrektion, indtil den rent faktisk står og peger mod det sted, hvor lyden kommer fra,« siger Jakob Christensen-Dalsgaard.
Legetøj, handikaphjælp og minerydder
Firmaet Lizard Technology har taget patent på robotten og videreudviklet den i mere robuste og mindre materialer. Prototypen fungerer nu så godt, at den kan være klar til brug om få år, hvis der bliver investeret i udviklingen af produkter.
Teknologien kan bruges til fredelige formål såsom i legetøj og handikaphjælpemidler, som kommer, når man kalder på dem. Men robotten kan også blive en god hjælp under krig.
»Der har været en del interesse for det inden for forsvarsindustrien. Det, man tænker på, er sådan noget som sensorer, der kan rette sig ind efter lydkilder. Det kan for eksempel være kameraer, som kan filme, hvor lyden kommer fra,« siger Jakob Christensen-Dalsgaard.
»Men det kan også være små bevægelige enheder. Når man rydder landminer, kan man stimulere minerne til at udsende et lydsignal. Jeg forestiller mig da, at man kan sende robotten ind og finde landminen,« siger biologen fra SDU.
Piraters værste mareridt
Og så viser forskernes første forsøg, at princippet også kan bruges under vand, hvor robotten eksempelvis kan opfange lyd fra skibsskruer.
»Den kunne så sende oplysninger om skibets position, som kunne være nyttige, og den kunne svømme hen og sætte et mærke på skibet, så man kunne følge det,« fortæller Jakob Christensen-Dalsgaard.
Med robotten i vandet vil det blive muligt at lokalisere eksempelvis piratbåde. Bliver det tilfældet, vil man nemmere kunne bekæmpe de pirater, som det danske krigsskib Absalon i øjeblikket kæmper mod - og som i stigende grad overrumpler og kaprer supertankere og andre civile skibe i farvandet ud for Afrikas Horn.
\ Kilder
\ Derfor er firbenets hørelse smart
Firbenets to trommehinder sidder i hver ende af et rør, der går tværs gennem kraniet. Derfor kan lyden nå både inderside og yderside af trommehinderne. Det gør øret til en følsom retningsmikrofon, hvor den trommehinde, der er tættest på lydkilden, bliver stimuleret meget mere end den anden. Denne opbygning gør det nemt for nervesystemet at sammenligne lydstyrken i de to trommehinder og finde ud af, hvor lyden kommer fra.
Bagsiden ved at have dette rør igennem kraniet er, at når firbenet ånder, skaber det støj. Derfor mener man, at evolutionen har isoleret trommehinderne fra hinanden hos pattedyr, hvilket har gjort, at pattedyr har mistet den retningseffekt, som firbenets hørelse har.
Menneskets hjerne kompenserer for dette ved at regne på forskel i ankomsttid og lydstyrke i de to ører. Forskelle i ankomsttid skyldes, at lydbølgen når det ene øre op til 600µs før det andet, afhængigt af lydretning. Forskelle i lydstyrke skyldes, at hovedet 'skygger' for lydbølgen ved høje frekvenser. Derfor kan vi alligevel godt fornemme, hvor lyde kommer fra, men den neurale beregning er en kompliceret proces, som kræver mange nerveceller.
Derfor er det smart at opbygge robotten, så den efterligner firbenets hørelse. Det sparer regnekraft og gør en firbenrobot mindre samt langt nemmere og billigere at bygge end en robot, der er baseret på menneskets retningshørelse.
