Forschung // 6. September 2004

Akustisches Bild dank Fledermaus

Wissenschaftler des Lehrstuhls für Sensorik der Universität Erlangen http://www.uni-erlangen.de/ arbeiten derzeit an den Einzelteilen eines künstlichen Fledermauskopfes. Mit ihm wollen sie erforschen, wie das Senden und Empfangen von Signalen bei Fledermäusen genau funktioniert. Im Rahmen eines EU-Projektes soll mehr über die Objekterkennung mittels Ultraschall in Erfahrung gebracht werden. Spätere Einsatzmöglichkeiten des neuen Wissens sieht das Team vor allem in der Medizintechnik als Orientierungshilfe für Blinde.

Ohren und Mund werden sich beim künstlichen Fledermauskopf originalgetreu bewegen lassen. “Das Drehen des Kopfes und der Ohren ist bei der Erforschung des Ultraschall-Ortungssystems entscheidend“, erklärt Reinhard Lerch, Professor an der UNI Erlangen. “Derzeit arbeiten wir schwerpunktmäßig an den Ohren, die das Signal aufnehmen, und an dem Teil, der das ausgehende Signal erzeugt und empfängt“, so Lerch. Die Forscher nennen dieses Teil Ultraschallwandler.

Die Schwierigkeit bei diesem Gerät war vor allem seine Größe. “Um das Senden und Empfangen realitätsgetreu nachzuvollziehen, darf der künstliche Kopf nicht größer als das Original sein“, so Alexander Streicher, Mitarbeiter von Lerch (rechts im Bild). An der Behebung eines weiteren Problems arbeiten die Wissenschaftler derzeit noch: Bisher ist es ihnen nicht gelungen, den gesamten Frequenzbereich der Fledermäuse (zwischen 20 und 200 kHz) realitätsgetreu zu erzeugen.

Neben den Eigenschaften des Ultraschallwandlers sind das Fledermausohr und dessen unterschiedliche Form für den Empfang entscheidend. Um die Konstruktion zu erleichtern, wurden verschiedene Arten von Fledermausohren mittels Röntgenverfahren eingescannt um daraus Computermodelle für die Simulation und Kunststoffmodelle für die Messung zu erzeugen. Mit Hilfe eines Computerprogramms wurde anschließend die günstigste Richtung der Ohren ermittelt, eine geeignete Form und ein genetischer Algorithmus erzeugt. “Ich könnte mir gut vorstellen, dass künftige Ultraschallsensoren bei blinden Menschen eingesetzt werden können, um Hindernisse akustisch anzuzeigen“, so Lerch.