Phys. Rev. Lett：仿生声学研究取得重要进展
近日，山东大学物理学院Rolf Mueller教授领导的课题组所承担的欧盟以及我国国家自然科学基金委员会资助的仿生声学研究取得重要进展，最新研究成果“Sound-Diffracting Flap in the Ear of a BatGenerates Spatial Information”在国际著名学术期刊《物理评论快报》（Phys. Rev. Lett.）发表。
Rolf Mueller是山东大学物理学院全职德籍教授，领导的课题组从事仿生声学物理研究，2006年其研究成果发表在Phys. Rev. Lett.，97，218701-4(2006)上，并被选为该期的封面论文。2007年发表于Phys. Rev. E，76，051902(2007)上的论文，被国际著名刊物Nature评为研究亮点，引起同行重视。目前在Phys. Rev. Lett.发表的论文是该课题组取得的又一标志性研究成果。
据课题组介绍，包括蝙蝠和人类在内的许多哺乳动物的外耳（耳廓）能够通过其复杂形状对声波的衍射来获取有用的信息以确定到达波方向。Rolf Mueller教授和其硕士研究生卢红旺以及来自美国麻州达特茅斯大学的John R. Buck在外耳形状与其产生的方向性信息之间建立了实时定量的关系，从而可以知道某一具体的外耳形状特征能够产生多少信息以及如何产生。通过研究蝙蝠耳廓内壁的一个小皮瓣的作用来演示证明：仅此皮瓣就可以产生足够的方向信息，使得蝙蝠能够获得空间上的探测精度（至少在理论上如此）。他们利用在空间上成扇形扫描的一系列方向敏感性波束解释了蝙蝠空间探测过程是如何实现的，这些波束的旁瓣随声波频率的改变而有序地扫描一定空间。更进一步的研究表明，包括人类在内的许多哺乳动物耳廓的工作原理都是相同的，存在着类似于蝙蝠这样的相对大小和几何结构的特征，并且会产生类似于蝙蝠耳廓的效应。这样的研究方法可以广泛地应用于哺乳动物和人的听觉系统研究。（来源：山东大学 卢红旺）
生物谷推荐原始出处：
（Phys. Rev. Lett.），100, 108701 (2008) ，Rolf Müller，Hongwang Lu
Sound-Diffracting Flap in the Ear of a Bat Generates Spatial Information
(Received 2 July 2007; revised 7 January 2008; published 14 March 2008)
Sound diffraction by the mammalian ear generates source-direction information. We have obtained an immediate quantification of this information from numerical predictions. We demonstrate the power of our approach by showing that a small flap in a bat's pinna generates useful information over a large set of directions in a central band of frequencies: presence of the flap more than doubled the solid angle with direction information above a given threshold. From the workings of the employed information measure, the Cramér-Rao lower bound, we can explain how physical shape is linked to sensory information via a strong sidelobe with frequency-dependent orientation in the directivity pattern. This method could be applied to any other mammal species with pinnae to quantify the relative importance of pinna structures' contributions to directional information and to facilitate interspecific comparisons of pinna directivity patterns.
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