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Il biosonar dei pipistrelli ci aiuta a sondare i pianeti: il progetto dell'Università di Trento

Al funzionamento del biosonar dei pipistrelli si sono ispirati Lorenzo Bruzzone e Leonardo Carrer (rispettivamente professore e dottorando del Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell'Informazione dell’Università di Trento) per migliorare l’efficacia dei radar

Pubblicato il - 22 dicembre 2017 - 10:12

TRENTO. Sondare i pianeti grazie a radar ispirati ai pipistrelli. Arrivano dall'Università di Trento gli autori di un nuovo studio pubblicato sull’importante rivista scientifica Nature Communications che vede protagonisti pipistrelli e i radar per osservare i pianeti. Ciò che li accomuna è la capacità di trasmettere e decodificare segnali con grande capacità di risoluzione e dettaglio. L'ecolocalizzazione è un’abilità che nel pipistrello è frutto del processo di evoluzione della specie.

 

Diversamente da alcuni sonar che hanno un raggio d'azione estremamente limitato, il loro biosonar agisce su molteplici ricevitori. La posizione un po' separata degli orecchi dei pipistrelli permette loro di captare l’eco di ritorno con tempi e intensità differenti, in due bande diverse, in base alla posizione dell'oggetto che li ha generati.

 

La stima della distanza è ottenuta misurando il tempo trascorso tra l'emissione del suono da parte dell'animale e il ritorno degli echi dall'ambiente. In questo modo l’animale percepisce più informazioni: non soltanto la direzione, ma anche ad esempio quanto grandi sono gli altri animali o di che genere di animale si tratta. Distinguere in un attimo il movimento di una foglia da quello di una preda e ridurre al minimo il tragitto per arrivare alla conquista del cibo è un vantaggio prezioso per la caccia in vari ambienti. Abilità che i sistemi artificiali più avanzati non sono stati finora in grado di eguagliare.

 

Al funzionamento del biosonar dei pipistrelli si sono ispirati Lorenzo Bruzzone e Leonardo Carrer (rispettivamente professore e dottorando del Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell'Informazione dell’Università di Trento) per migliorare l’efficacia dei radar.

 

«Le onde acustiche del sonar si comportano in maniera molto simile a quelle elettromagnetiche. Così abbiamo applicato l’idea della doppia banda di frequenza associata ad un’eco per migliorare la definizione delle nostre rilevazioni per studi geofisici effettuate con radar capaci di penetrare nella sottosuperficie dei corpi celesti del sistema solare», spiega Lorenzo Bruzzone, responsabile del gruppo di ricerca.

 

«In particolare, questa doppia rilevazione è utile per distinguere in modo accurato tra i segnali provenienti dalla superficie e quelli provenienti dal sottosuolo dei pianeti e delle loro lune. Il modello matematico che abbiamo definito adatta il meccanismo sviluppato dai pipistrelli al mondo dei radar per l’esplorazione planetaria dove questa abilità viene sfruttata per identificare in modo accurato la provenienza dell’eco. Ciò permette di discernere in modo preciso gli echi provenienti dal sottosuolo dei pianeti da quelli superficiali. La conseguenza, ad esempio, è quella di migliorare la comprensione della struttura geologica dei corpi celesti nella fase di analisi dei dati. Dati che ad oggi, con gli attuali sistemi di elaborazione, sono difficili da interpretare dai geofisici a causa delle numerose incertezze e ambiguità associate alla provenienza degli echi radar misurati».

 

Lo studio apre nuovi scenari per l’evoluzione degli strumenti di rilevazione radar planetari. «Questa nuova tecnica di elaborazione dei segnali – spiega Bruzzone – ci consentirà di sfruttare meglio i dati radar che già esistono. Un primo test importante lo abbiamo svolto, in questo senso, sull’interpretazione dei dati sperimentali emersi dall’osservazione del pianeta Marte. Siamo stati in grado, ad esempio, di confermare in modo semplice ed automatico mediante l’impiego del modello messo a punto, i risultati ottenuti in lunghe analisi effettuate dai planetologi con l’ausilio di mappe digitali del terreno non sempre disponibili in ambito planetologico. Forti del successo di questo nuovo approccio di interpretazione dati saremo in grado di formulare linee guida per la messa a punto di sistemi radar di nuova generazione, capaci di fornire misurazioni ancora più precise e ricche di informazioni».

 

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