Благодоря множеству "суперспособностей", насекомые — отличный прототип будущих технологий. И в этот раз речь пойдёт о совершенно неожиданном открытии.
В авторитетном научном журнале была опубликована работа, которая может перевернуть представления о сенсорах и системах шумоподавления. Исследователи из Университета Пердью (США) изучили антенны комаров как природные акустические датчики — и нашли ключ к созданию революционных технологий.
Ведь, комариные усики — не просто органы осязания. Это высокоточные биологические сенсоры, способные: улавливать мельчайшие звуковые колебания; выделять важные сигналы на фоне сильного шума (в том числе шума собственных крыльев); различать критически значимые частоты — например, звук крыльев самки или крики хищников.
Такая избирательность и чувствительность делает антенны комаров идеальным объектом для биомимикрии — заимствования природных решений в технике.
Команда учёных применила комплекс современных методов:
Микро-КТ‑сканирование — для получения детальных 3D‑изображений внутренней структуры антенн;
Компьютерное моделирование — для анализа механики работы сенсорных элементов;
3D‑печать — для создания прототипов из различных материалов и тестирования их чувствительности;
Исследователи изучали антенны двух видов комаров: Aedes aegypti и Uranotaenia lowii, сравнивая их строение и функциональные особенности.
Результаты превзошли ожидания:
Антенны обладают избирательной чувствительностью к определённым частотам, что позволяет комарам фокусироваться на значимых сигналах. Структура усиков действует как естественный фильтр, отсеивающий фоновые шумы. Разные виды комаров имеют антенны, специализированные под конкретные задачи: поиск партнёра для размножения или избегание хищников.
Особенно впечатляющей оказалась способность антенн Aedes aegypti выделять звук крыльев самок на фоне прочих акустических помех.
На основе принципов работы комариных антенн разрабатываются технологии будущего
Системы раннего предупреждения стихийных бедствий: датчики для фиксации микровибраций, предшествующих землетрясениям; сенсоры для обнаружения акустических сигналов цунами.
Инновационные шумозащитные решения: высокоэффективные звукоизоляционные панели для зданий; усовершенствованные шумоподавляющие наушники; устройства акустической маскировки.
Спасательные биоакустические сенсоры: приборы для поиска людей под завалами после катастроф; системы мониторинга экологических угроз.
Исследование находится на ранней стадии, но прогресс очевиден
Ученые продолжают эспериментировать с материалами для 3D‑печати антенноподобных структур; тестируют чувствительность прототипов к различным частотам; уточняют компьютерные модели на основе новых данных микро-КТ.