L' ecolocalizzazione , o ecolocalizzazione , consiste nell'inviare suoni e ascoltare i loro echi per localizzare e, in misura minore, identificare gli elementi di un ambiente. Viene utilizzato da alcuni animali, in particolare pipistrelli e cetacei , e artificialmente con il sonar .
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| Pulsazione Pipistrello | |
| Registrazione quando ci si avvicina alla preda. | |
| Difficoltà nell'utilizzo di questi media? | |
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Il naturalista italiano Lazzaro Spallanzani pubblicò il suo lavoro sui pipistrelli nel 1794 : chiudeva loro gli occhi con palline di colla o li bruciava con aghi roventi, ma continuavano a muoversi facilmente. Mostra così che vedono attraverso le loro orecchie. I primi esperimenti di rilevamento radar avvenuti negli anni '20 portarono alcuni naturalisti a fare l'analogia del sistema per localizzare gli ostacoli nei pipistrelli con questa modalità di rilevamento. Lo zoologo Donald Griffin , che lavora con il neuroscienziato Robert Galambos su questi sistemi di tracciamento dagli anni '30, ha coniato il termine ecolocalizzazione in un articolo scientifico pubblicato nel 1944 in cui spiega che i radar avrebbero usato - non sa esattamente come funzionano coperti dal segreto militare - le onde elettromagnetiche come i ciechi che localizzano gli oggetti con l'eco dei loro passi, dei loro bastoni o come i pipistrelli che usano gli ultrasuoni .
Questo sistema è noto per essere utilizzato dai pipistrelli (più in particolare dai microchirotteri ), dai cetacei ( delfini , orche assassine ...), dai toporagni , dal tarsio filippino e da alcune specie di uccelli apodidi .
Consente a questi animali di localizzare gli elementi del loro ambiente (ostacoli, pareti di grotte o altre cavità) e di localizzare il loro cibo (esempio: fiori o foglie di piante che riflettono l'eco degli ultrasuoni dei pipistrelli nettarivori) o le loro prede. inefficace a causa della mancanza di luce (notte, grotta, profondità del mare, torbidità dell'acqua). Alcune falene , in particolare le Arctiinae , hanno acquisito organi timpanici che rilevano gli ultrasuoni dai pipistrelli insettivori. Per sfuggire al loro predatore, possono emettere essi stessi ultrasuoni per disturbare il radar dei pipistrelli, come fanno alcune locuste e coleotteri, o emettere clic ultrasonici aposematici .
Le focene della famiglia Phocoenidae emettono singolari ultrasuoni per sfuggire ai loro più grandi predatori: le orche . Infatti, la loro frequenza ultrasonica non scende mai al di sotto dei 100 kHz e quindi rimane impercettibile alle orche, la cui capacità uditiva non supera i 100 kHz . È la pressione della predazione che ha permesso alle focene di evolvere la loro tecnica di ecolocalizzazione.
A seconda dell'animale, la gamma di frequenze può essere estremamente ampia: tra 250 e 220.000 hertz per i delfini. All'interno dello stesso gruppo, ogni animale utilizza una gamma di suoni che gli è personale, che gli permette di ascoltare i propri programmi senza essere disturbato da quelli dei suoi congeneri.
L'accuratezza dell'uso di questa tecnica nei delfini va ben oltre i mezzi più moderni dell'inizio del XXI ° secolo .
Alcuni non vedenti usano l'ecolocalizzazione per individuare gli ostacoli. L'insegnamento dell'ecolocalizzazione umana è stato formalizzato da Daniel Kish, fondatore dell'organizzazione non governativa World Access For The Blind. L'ecolocalizzazione permette di riconoscere un luogo da diverse angolazioni acustiche, offrendo notevole autonomia a chi lo pratica. Può essere sviluppato spontaneamente da bambini non vedenti. L'ecolocalizzazione umana non comporta alcuna attrezzatura, ma non sostituisce il bastone bianco. Insospettabilmente, è accessibile alle persone vedenti, anche quando il loro audiogramma è scadente. Secondo Boris Nordmann che sostiene una forma di cecità volontaria, è necessario non vedere, non solo per impararla, ma anche per insegnarla. È probabile che una forma di ecolocalizzazione umana fosse utilizzata già nel Paleolitico dagli autori di pitture rupestri. L'uso dell'udito da parte dei ciechi è notato da Denis Diderot nella sua Lettera sui ciechi per l'uso di coloro che vedono nel 1749 . I primi esperimenti scientifici sull'argomento iniziarono davvero nel 1944 con il lavoro di Michael Supa e del suo team che confermarono che è proprio l'eco dei suoni che emettono che permette ai non vedenti di determinare la distanza di certi ostacoli.
Lo studio dell'elaborazione del segnale di ecolocalizzazione da parte del cervello di cetacei e pipistrelli da parte delle neuroscienze ha in particolare permesso di comprendere meglio come gli animali differenziano oggetti di interesse in un ambiente e uno sfondo complessi, attraverso gli echi che ricevono (attraverso l'udito) e un processo chiamato "temporale". vincolante" . Questi meccanismi potrebbero "portare a tecnologie sonar e radar intelligenti" secondo un articolo del Journal of Experimental Biology;
Diversi progetti mirano a riprodurre il sistema di ecolocalizzazione utilizzato dai pipistrelli. Nasce così il " Bat-Bot ", nell'ambito del progetto CIRCE delle Tecnologie della Società dell'Informazione (IST).
L'ecolocalizzazione permette di determinare la distanza dall'ostacolo, dal tempo intercorso tra l'emissione del suono e la percezione dell'eco. Il trasmettitore con due orecchie misura la distanza tra le due ricezioni e deduce la direzione del bersaglio.
L'ecolocalizzazione fornisce informazioni sulla sua dimensione, dall'intensità dell'eco (più piccolo è il bersaglio, meno suono riflette) e dalla durata dell'eco (un bersaglio grande non produce un'eco chiara, ma un'eco più lunga come ricezione dalle parti sempre più lontano dal bersaglio).
Misurando lo spostamento Doppler , fornisce anche informazioni sulla velocità radiale relativa del bersaglio rispetto al trasmettitore.
Infine, ogni tipo di bersaglio distorce caratteristicamente l'eco, il che consente al trasmettitore di determinarne la natura; il battito delle ali degli insetti, in particolare, indica la loro presenza nell'eco.
A seconda dell'uso, non si usano gli stessi tipi di gridi, e in particolare non le stesse frequenze .
L'ecolocalizzazione è limitata in diversi modi: