科學家在蒼蠅身上找到聽聲辨位新方式

科學家可能也沒有預料到動物界順風耳的頭銜，居然頒給了一種寄生蠅——Ormia ochracea。

Ormia可以通過聲音，精準定位夜間鳴叫的雄蟋蟀的方位，然後在其體內產卵寄生。多倫多大學最新研究結果，揭秘了Ormia聽力猶如雷達般精準的原因。

Ormia ochracea靚照

相比其他動物的分離的耳膜不同，Ormia的兩片耳膜之間，通過一個可以彎曲的，類似蹺蹺板的關節連接在一起。當一片耳膜振動時，會通過這個關節帶動另一片振動。而通過振動間的微小時間差使得Orima可以分辨出聲音來源的具體位置。

多倫多大學教授Andrew Mason說：「有趣的是這麼小的東西擁有著這麼出色的聽覺方向。這種蒼蠅的耳朵具有機械耦合特性，這為仿生技術提供了靈感，例如助聽器的麥克風。」雖然教授表示這項發現，給仿生技術帶來了全新的研發方向，但是模仿這個功能會是一項非常複雜的工作。

而如此複雜的生物特性的Orima卻非常的小巧，僅有不到拇指蓋的大小。而它們定位的聲波波長，甚至超過了它們的體長。

僅有拇指蓋大小

雖然科學家已經明白了Orima的耳膜結構，但是如果想要做成助聽器等產品，科學家依然面臨著一個難題——「雞尾酒會」問題。

「雞尾酒會」問題由Cherry在1953年所提出。該問題提出了在嘈雜的室內環境中，比如在雞尾酒會中，同時存在著許多不同的聲源：多個人同時說話的聲音、餐具的碰撞聲、音樂聲以及這些聲音經牆壁和室內的物體反射所產生的反射聲等。在聲波的傳遞過程中，不同聲源所發出的聲波之間（不同人說話的聲音以及其他物體振動發出的聲音）以及直達聲和反射聲之間會在傳播介質（通常是空氣）中相疊加而形成複雜的混合聲波。因此，在到達聽者外耳道的混合聲波中已經不存在獨立的與各個聲源相對應的聲波了。然而，在這種聲學環境下，聽者卻能夠在相當的程度上聽懂所注意的目標語句。——《「雞尾酒會」環境中的知覺線索的去掩蔽作用》

簡單來說，就是在一個吵雜的環境中，你依然可以敏感的聽到有人喊你的名字，和某個人說出的語句——人腦版主動降噪。動物和人類這種「降噪」的能力，被稱之為掩蔽空間釋放(spatial release from masking，SRM)。好吧，小編我也不明白這個到底是什麼意思，我也解釋不了。

雖然深藍打敗了人類的國際象棋，阿爾法狗即將挑戰柯潔的圍棋一哥的寶座。但是目前為止，依然沒有智能系統能夠模擬這種「人腦主動降噪」能力。

不過科學家發現Ormia的聽覺系統無法實現SRM。

當雜訊僅出現在Ormia的一側時，Ormia可以將其從蟋蟀的叫聲中分離出去。機械耦合的聽覺系統的特性，可以使得不受單側雜訊的影響。但是多個方向的雜訊就可以產生誤導，從而偏離正確的方位。畢竟機械耦合的結構帶來了一定的局限性。

雖然科學家能夠在實驗室環境成功的誤導Ormia，依然沒有搞清Ormia如何在複雜的現實聲音環境中進行導航。

好吧，其實人類的聽力也已經非常出色了。但是Ormia到底比人類厲害多少呢？

人類的耳膜距離大概在20厘米左右，這個距離人類大腦擁有10微秒進行計算和反應。而Ormia耳膜間距僅有0.5毫米，並且在飛行中快速判斷，反應時間大概是50納秒左右——比人類快了一千倍。（數據來源於《Hyperacute directional hearing in a microscale auditory system》）

小編感受到了Ormia的嘲諷……

小編的垃圾P圖

雖然科學家依然沒有完全搞懂Ormia如此厲害的原因。不過工程師依然嘗試通過這種機械耦合結構，製造出全新原理的聲學定位裝置。

不過有人知道這個蒼蠅的中文怎麼叫嘛？小編對翻譯軟體表示絕望了……

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