Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 5 за 7 февраля 2006 года

В поисках решения этой проблемы группа ученых из техасского Университета Хьюстона обратилась к животному миру, ведь природа решает такую же задачу уже миллионы лет. В частности, устойчивое хождение на двух ногах характерно для птиц, среди которых по ряду важных параметров к человеку ближе всего пингвины. А потому ученые обратились за помощью к сотрудникам находящегося неподалеку зоопарка Moody Gardens, где живет большая колония королевских пингвинов. Зоологи охотно согласились помочь медицине, но больше всех были рады новому развлечению сами подопытные, оказавшиеся на редкость общительными и готовыми к сотрудничеству.

Дюжину пингвинов привезли в лабораторию, где на них надевали датчики для компьютерного захвата движения и предлагали пройтись по специальному мату, покрытому сенсорами, регистрирующими давление ног. Одна из причин выбора пингвинов была в том, что их вес достаточен для срабатывания сенсоров мата. Ну а то, что пингвины охотно и с явным интересом приняли участие в научных экспериментах, для всех оказалось приятной неожиданностью.

Когда исследователи проанализировали данные, собранные о характерной — вразвалочку — походке пингвинов, они пришли к выводу, что эти комичные на наш взгляд раскачивания в действительности помогают птицам поддерживать равновесие. Похоже, ученым удалось нащупать механизм, обеспечивающий стабильность прямохождения пингвинов. На его основе сейчас разрабатывается терапевтическая методика для обучения людей, испытывающих трудности с равновесием при ходьбе. Правда, о скором внедрении новой методики в лечебных учреждениях пока речи не идет, однако вовсю ведутся эксперименты со студентами колледжа, осваивающими пингвинью поступь и добивающимися того, чтобы она одновременно была естественной и более устойчивой. Не исключено, что «новый» тип прямохождения окажется полезным и для роботехников. Кроме того, техасские ученые планируют провести по уже отработанной методике изучение движений пингвинов генту (умеющих довольно шустро бегать), а также страусов. — Б.К.

Дельфины относятся к животным, способным к эхолокации. При таком способе ориентации используются отражения от окружающих объектов специальных лоцирующих звуков — обычно это резкие сигналы на длине волны, которая хорошо распространяется в среде и отражается препятствиями. По-видимому, в психике использующих эхолокацию животных (кроме дельфинов — это пещерные стрижи-саланганы, некоторые тюлени и, конечно, летучие мыши) формируется акустически-объемная картина мира. Любопытно, что предметы в ней могут быть полупрозрачными: вероятнее всего, доброжелательное отношение дельфинов к человеку связано с тем, что внутри нашего тела «слышатся» легкие, характерная особенность самих дельфинов — морских млекопитающих. Существа с легкими могут утонуть; если они совершают резкие движения у поверхности воды, их надо поддерживать…

Расстояние до объекта определяется по времени, прошедшему от момента индуцирования сигнала до возврата эха. Понятно, что лучше всего ориентироваться этим способом в одиночку. Издавая звук, животное снижает чувствительность своего слухового рецептора, а потом прислушивается к тихим отзвукам. Хуже, когда рядом работает несколько локаторов. Чужие лоцирующие звуки заглушают эхо от собственного крика, свои и чужие отражения перепутываются друг с другом. Летучие мыши в колониях решают непростую задачу, вылавливая из общего гама отражения своего голоса.

Дельфины используют еще более сложное, но и более красивое решение. Немецкий биолог Томас Гетц (Thomas Gotz) из университета Тюбингена установил, что дельфины ориентируются по эху как своего, так и чужого голоса. Доказать это нетрудно: если дельфины плывут в группе, активно эхолоцирует лишь один. Другим приходится решать усложненную задачу: высчитывать расстояние не только до препятствия, но и от источника звука. Для облегчения этой задачи дельфины передвигаются строем. Вероятно, особенности такого строя являются результатом оптимизации как гидродинамических, так и гидроакустических параметров.

Неожиданная трактовка описанных наблюдений принадлежит Стиву Доусону (Steve Dawson) из новозеландского университета Отаго. Он предполагает, что расшифровка дельфинами чужих сигналов объясняет, почему у этих высокоразвитых животных не появилась речь. Что может передавать речевое сообщение? Информацию о внутреннем состоянии говорящего, а также о внешнем мире. Внутренний мир дельфинов отражается в их голосах, а внешний — в эхе от их голосов. Зачем говорить «рыба», если можно сказать просто "я", а рыбу собеседник услышит по эху одновременно с говорящим? — Д.Ш.