Das Leistungsvermögen eines biomimetischen Sonar Systems bei typischen Ortungsaufgaben von Fledermäusen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit einem biomimetischen Sonarsystem werden typische Ortungsaufgaben von Fledermäusen nachgestellt. Verschiedene Ziele werden mit simulierten Ortungslauten beschallt und es wird gefragt, welche Merkmale in den rückkehrenden Echos die Grundlage für die erstaunlichen Verhaltensleistungen von Fledermäusen sein könnten. Mit trainierten Support Vektor Maschinen (SVM) wird gezeigt, dass die von Pflanzen wie Apfelbaum, Fichte, Schlehe, Buche und Mais zurückkehrenden Echofolgen eine Artzuordnung mit hoher Treffergenauigkeit ermöglichen. Die SVM überprüfen dabei eine große Anzahl möglicher Merkmale und bewerten sie anhand ihrer Wichtigkeit für die Unterscheidungsaufgabe. Weiter wird untersucht, wie sich bei Pflanzen die 3D Anordnung von Blättern und Ästen in stochastischen Echoeigenschaften abbildet, und welche Merkmale in den Ortungslauten von Fledermäusen, die für Individuen charakteristische und unterscheidbare Stimme bedingen. Schließlich wird abgeschätzt, über welche Distanzen Fledermäuse kleine Ziele wie Beuteinsekten, aber auch große ausgedehnte Ziele wie Bäume, Felsen, Wiesen oder Wasseroberflächen detektieren können. Dabei wird für große Ziele gezeigt, dass die Reichweite der Echoortung im Wesentlichen von der frequenzabhängigen atmosphärischen Abschwächung von Schall in Luft bedingt wird und deshalb mit zunehmender Frequenz stark abnimmt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008) Plant classification from bat-like echolocation signals. PLOS Comput Biol 4(3) e1000032
Yovel Y, Franz MO, Stilz P, Schnitzler HU
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(2009) What does a plant sound like? The statistics of natural plant echoes as received by echolocating bats. PLoS Comput Biol 5(7): e1000429
Yovel Y, Stilz P, Franz MO, Boonman A, Schnitzler HU
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(2010) Source levels of echolocation signals vary in correlation with wingbeat cycle in landing big brown bats (Eptesicus fuscus). J Experim Biol 213: 3263-3268
Koblitz JC, Stilz P, Schnitzler HU
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(2011) Asymmetry and dynamics of a narrow sonar beam in an echolocating harbour porpoise. J Acoust Soc Amer 131, 2315-24
Koblitz J, Wahlberg M, Stilz P, Madsen P, Beedholm K, Schnitzler HU
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(2011) Complex echo classification by echo-locating bats. J Comp Physiol A 197:475-490
Yovel Y, Franz MO, Stilz P, Schnitzler HU
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(2011) Source level reduction and sonar beam aiming in landing big brown bats (Eptesicus fuscus). J Acoust Soc Amer 130: 3090-3099
Koblitz JC, Stilz P, Pflästerer W, Melcón ML, Schnitzler HU
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(2011) Systematische Merkmalsbewertung in komplexen Ultraschallsignalen mit Lernmaschinen. InformatikSpektrum. ISSN: 01706012
Franz MO, Yovel Y, Melcón ML, Stilz P, Schnitzler HU
