Біоніка комарів: як їхній слух допоможе створити нові технології

Дослідники з Університету Пердью (США) вивчили, як комарі сприймають звуки, і з’ясували, що їхні чутливі вусики можуть надихнути на створення нових шумозаглушувальних технологій і рятувальних сенсорів. Унікальна будова органів слуху комарів дозволяє їм ігнорувати зайвий шум і концентруватися лише на важливих звуках.

На відміну від людей, комарі не мають вушних барабанних перетинок. Натомість їхні антени виконують функцію сенсорних приймачів. Вони вловлюють вібрації повітря, які передаються у спеціальний орган — орган Джонстона. Там звукові коливання перетворюються на електричні сигнали, що надходять до мозку комахи.

У ході дослідження команда під керівництвом Пабло Заваттьєрі та Хімени Берналь проаналізувала два види комарів — Aedes aegypti і Uranotaenia lowii. Перший вид відомий тим, що самці розпізнають самок за звуком їхнього польоту. Другий вид орієнтується на звуки жаб, які є джерелом крові для їхнього живлення.

Використовуючи КТ-сканування та мікроскопію, науковці встановили, що комарі здатні ізолювати важливі сигнали навіть у галасливому середовищі. Цей механізм може допомогти у створенні нових акустичних технологій.

Одним із можливих застосувань досвіду комарів є розробка сенсорів для пошуково-рятувальних операцій. Заваттьєрі вважає, що такі пристрої можуть використовувати принцип фільтрації звуку, подібний до комариного, для пошуку людей, які потрапили під завали після землетрусів або інших катастроф.

Ще одним напрямком використання дослідження є покращення технологій шумопоглинання. Біонічні матеріали, що імітують анатомію комариних антен, можуть створити нове покоління шумозаглушувальних пристроїв, які здатні ізолювати лише небажані звуки, не впливаючи на корисні частоти.

Науковці вже працюють із 3D-друком моделей антен комарів. Їхні біонічні розробки можуть знайти застосування в різних сферах:

• Медицина — нові сенсори для виявлення змін у звукових частотах дихання, що допоможе діагностувати хвороби дихальних шляхів.
• Міське середовище — акустичні панелі, що selectively фільтрують шум, зменшуючи міське забруднення звуком.
• Військова сфера — розвідка та рятувальні операції, у яких важливо вловлювати слабкі звукові сигнали серед загального шуму.

Біомімікрія — наслідування природних механізмів у технічних розробках — уже принесла значні технологічні прориви. Наприклад, липкі поверхні, натхненні лапами геконів, або аеродинамічні матеріали, що імітують шкіру акул.

Тепер же завдяки комарам ми можемо очікувати появи більш ефективних пристроїв шумозаглушення, рятувальних сенсорів і медичних технологій. Науковці сподіваються, що їхні відкриття допоможуть створити інноваційні рішення для покращення якості життя.