对于蝙蝠来说,导航是一个统计学问题

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蝙蝠以及其他使用回声定位的动物,在定向和导航方面更多地依赖于它们的耳朵而不是眼睛。 这些生物发出信号,然后倾听从物体反弹回来的回声。 但科学家们一直不清楚动物们如何分析来自同一物体(例如枝繁叶茂的树木)的一连串回声。 新的研究表明,蝙蝠是熟练的统计学家。 它们似乎对所有声学反射的总和进行一种统计分析,以便理解它们复杂的周围环境。

当声纳发射遇到物体时,它们会形成一种特征信号,科学家称之为脉冲响应 (IR),这本质上是一张声学图片。 较简单的物体会产生直接的 IR,而复杂的表面(如树叶)会导致更混乱的 IR。 慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的卢茨·维格雷贝和他的同事测试了小矛吻蝠Phyllostomus discolor见图)对计算机生成的各种幻像物体的 IR 的反应能力。 为此,研究人员调整了一种称为粗糙度的统计特性,该特性描述了信号内的变化量,并分析了蝙蝠的反应。

他们确定蝙蝠可以处理大约 4,000 个反射的声波发射,并区分各种自然纹理——例如,针叶树比阔叶树更光滑——而无需记住特定的反射模式。 这种挑出特定树木的能力对以水果、花蜜、花粉和昆虫为食的P. discolor具有显著的好处。 这些发现发表在本周《美国国家科学院院刊》在线发布的一份报告中。

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