Delfinen – en fena på ultraljud
För några år sedan gjorde Josefin Starkhammar, forskare i biomedicinsk teknik vid Lunds Tekniska Högskola, en upptäckt om delfiners kommunikation. Det ultraljud som delfiner skickar ut för att ekolokalisera består inte av en signal, utan av två sammanvävda ultraljuds-strålar.
Nu har hon också räknat ut att de två signalerna faktiskt inte skickas ut exakt samtidigt, även om de kommer väldigt tätt. Likaså har hon upptäckt att ljudets frekvens är högre längre upp i strålen, vilket ger ett ljusare eko inom detta område.
Hur det faktiskt går till när delfinen skickar ut sina två nästan samtidiga strålar vet forskarna ännu inte.
– Egentligen är det lite konstigt att delfinen skickar ut två olika strålkomponenter eftersom de kommer från ett och samma organ. Vi vill väldigt gärna få reda på hur just detta går till, kommenterar Josefin Starkhammar.
För att komma fram till sina upptäckter har Josefin Starkhammar jobbat tillsammans med Maria Sandsten och Isabella Reinhold, professor respektive doktorand i matematisk statistik vid LTH. Tillsammans har de utvecklat en matematisk algoritm. Det var med hjälp av den som Josefin Starkhammar lyckades bena ut och läsa av de överlappande signalerna.
– Den fungerar nästan som en magisk formel! Plötsligt kan vi se saker som med traditionella metoder varit dolda.
Algoritmen ökar inte bara förståelsen för delfiners kommunikation. Den kan också bana väg för skarpare bildkvalitet på mänskligt byggd ultraljudsteknik, till exempel medicinskt ultraljud.
– Kanske den i framtiden kan användas för att t ex mäta tjockleken på organhinnor längre in i kroppen där nuvarande metoder inte räcker till.
Ett annat område med förbättringspotential är sonarer och ekolod, alltså utrustning som används för att orientera sig till sjöss, läsa av undervattensmiljön och spåra fiskstim.
För att samla in data har Josefin Starkhammar byggt en mätutrustning med 47 hydrofoner, alltså mikrofoner för undervattensbruk, som i vatten fångar in ljud i många olika frekvenser över en hel yta, till exempel över hela tvärsnittet av delfiners sonarstrålar. Delfinljuden har spelats in Kolmården och i djurparker i Bahamas, Honduras och Kalifornien.
| Djur, ultraljud och ekolokalisering Ultraljud är högfrekvent ljud och inte hörbart för människor. Men det finns flera djur i både vatten – exempelvis delfiner och andra tandvalar – och på land – exempelvis fladdermöss och vissa grottlevande fåglar – som kan lystra till och forma ultraljud. Gemensamt är att de bor i miljöer där det är svårt att se. Som kompensation har naturen utrustat dem med förmågan att skicka ut korta ljudpulser som ekar mot omgivningen. På så sätt kan de ”se” med hjälp av ljud även när det är mörkt och t ex grumligt i vattnet. Somliga djur bildar ultraljud med stämbanden, andra med tungan. |