ഗ്രേറ്റർ ജാപ്പനീസ് ഹോഴ്സ്ഷൂ ബാറ്റുകളുടെ (greater Japanese horseshoe bats) കോളനികൾ അവയുടെ ഇക്കോലൊക്കേഷൻ (echolocation) വിളികൾ ഒരു പൊതുവായ ഫ്രീക്വൻസിയിലേക്ക് ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ ശബ്ദകോലാഹലങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുന്നുവെന്ന് ജാപ്പനീസ് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നു. Journal of Comparative Physiology A-യിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഈ കണ്ടെത്തൽ, സോണാർ (sonar), സ്വയംപ്രവർത്തിക്കുന്ന റോബോട്ടുകൾ (autonomous robots), പ്രതിരോധ സെൻസറുകൾ എന്നിവയിലെ സിഗ്നൽ ജാമിംഗ് (signal-jamming) പരിഹരിക്കാൻ പ്രകൃതിയിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട ഒരു മാർഗ്ഗം ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നു.
വവ്വാൽ കോളനികളിലെ ശബ്ദ തടസ്സങ്ങൾ (acoustic bottleneck)
അൾട്രാസോണിക് പൾസുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുകയും പ്രാണികളിൽ നിന്നും തടസ്സങ്ങളിൽ നിന്നും പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രതിധ്വനികൾ (echoes) ശ്രദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ വവ്വാലുകൾക്ക് കാഴ്ച ലഭിക്കുന്നു - ഇതാണ് ഇക്കോലൊക്കേഷൻ. തിരക്കേറിയ ഒരു വസതിയിൽ, ഡസൻ കണക്കിന് വവ്വാലുകൾ ഒരേസമയം ശബ്ദങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നത് പരസ്പരം കലർന്ന ഒരു ശബ്ദമതിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ ഇടപെടൽ അടുത്തുള്ള ഒരു മOTH-ന്റെ നേർത്ത പ്രതിധ്വനിയെപ്പോലും ഇല്ലാതാക്കിയേക്കാം, ഇത് വേട്ടയാടുന്നതിനെയും സഞ്ചരിക്കുന്നതിനെയും അസാധ്യമാക്കുന്നു.
ഭൂരിഭാഗം വവ്വാൽ വർഗ്ഗങ്ങളും തങ്ങളുടെ ശബ്ദത്തിന്റെ പിച്ച് (pitch) അയൽവാസികളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാക്കിയാണ് ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നത്; എന്നാൽ ഇത് ചെറിയ കൂട്ടങ്ങളിലോ കുറഞ്ഞ തിരക്കുള്ള ഇടങ്ങളിലോ മാത്രമേ ഫലപ്രദമാകൂ. എന്നാൽ ജാപ്പനീസ് ഹോഴ്സ്ഷൂ ബാറ്റ് മറ്റൊരു രീതിയാണ് സ്വീകരിക്കുന്നത്: ഫ്രീക്വൻസികൾ ചിതറിച്ചു വിടുന്നതിന് പകരം അവയെ ഒന്നിപ്പിക്കുന്നു.
ഒരു കൂട്ടായ "നിശബ്ദ സ്പെക്ട്രൽ വിൻഡോ" (silent spectral window)
2008 മുതൽ 2024 വരെയുള്ള കാലയളവിൽ 15 തവണ നടത്തിയ പഠനങ്ങൾ വ്യക്തമായ ഒരു പാറ്റേൺ വെളിപ്പെടുത്തി. കുറഞ്ഞ ഫ്രീക്വൻസിയിലുള്ള വിളികളോടെ തുടങ്ങുന്ന വവ്വാലുകൾ, കോളനിയുടെ പ്രധാന ശബ്ദത്തിന് (dominant tone) അനുസൃതമാകുന്നതുവരെ ക്രമേണ തങ്ങളുടെ പിച്ച് ഉയർത്തുന്നു. കൂട്ടം ആ പൊതുവായ ഫ്രീക്വൻസിയിൽ എത്തിക്കഴിഞ്ഞാൽ, മൊത്തത്തിലുള്ള ശബ്ദ പശ്ചാത്തലം ഒരു നിശ്ചിത പരിധിക്കുള്ളിലേക്ക് (noise threshold) കുറയുകയും സ്പെക്ട്രത്തിൽ ഒരു നിശബ്ദ മേഖല (quiet band) രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ആ മേഖലയ്ക്കുള്ളിൽ പ്രാണികളുടെ നേർത്ത പ്രതിധ്വനികൾ വളരെ വ്യക്തമായി കേൾക്കാൻ സാധിക്കുന്നു.
വവ്വാലിന്റെ പറക്കൽ വേഗത മൂലം ഫ്രീക്വൻസിയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റമായ ഡോപ്ലർ ഷിഫ്റ്റിനെ (Doppler shift) അവ എങ്ങനെ മറികടക്കുന്നു എന്നും ഗവേഷകർ രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഇതിലൂടെ പ്രതിധ്വനികൾ അവർ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്ന ഇടുങ്ങിയ ശ്രവണ മേഖലയ്ക്കുള്ളിൽ തന്നെ നിലനിൽക്കുന്നു. ഇതിന്റെ ഫലമായി, ഒരേസമയം ധാരാളം വവ്വാലുകൾ ശബ്ദമുണ്ടാക്കിയാലും ദൂരവും വ്യക്തതയും നിലനിർത്തുന്ന ഒരു ഏകോപിത സിഗ്നൽ ലഭിക്കുന്നു.
രാത്രി വേട്ടക്കാരിൽ നിന്ന് എഞ്ചിനീയർഡ് സെൻസറുകളിലേക്ക്
വവ്വാൽ കോളനികളെ ബുദ്ധിമുട്ടിക്കുന്ന അതേ പ്രശ്നം—ഒരേ ശബ്ദ ഇടത്തിനായി ഒന്നിലധികം ട്രാൻസ്മിറ്ററുകൾ മത്സരിക്കുന്നത്—ആധുനിക സോണാർ സംവിധാനങ്ങളെയും, ഡ്രോൺ കൂട്ടങ്ങളെയും, വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ട റഡാർ ശൃംഖലകളെയും (distributed radar networks) ഒരുപോലെ ബാധിക്കുന്നുണ്ട്. കണിശമായ സിൻക്രണൈസേഷനും (synchronization) സങ്കീർണ്ണമായ ഷെഡ്യൂളിംഗും ആവശ്യമായ ടൈം-ഡിവിഷൻ അല്ലെങ്കിൽ ഫ്രീക്വൻസി-ഡിവിഷൻ രീതികളിലാണ് എഞ്ചിനീയർമാർ ഇതുവരെ ആശ്രയിച്ചിരുന്നത്. എന്നാൽ വവ്വാലിന്റെ "സ്പെക്ട്രൽ വിൻഡോ" രീതി ഒരു ലളിതമായ ബദൽ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു: ഉപകരണങ്ങളുടെ ഒരു കൂട്ടം ഒരു പൊതുവായ കാരിയർ ഫ്രീക്വൻസിയിലേക്ക് മാറുകയും, ചുറ്റുമുള്ള ശബ്ദങ്ങൾ കുറയ്ക്കാൻ അഡാപ്റ്റീവ് ഫിൽട്ടറിംഗ് (adaptive filtering) ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുക.
പ്രതിരോധത്തിനും വാർത്താവിനിമയത്തിനും ഈ ആശയം പ്രധാനമാകുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
ആധുനിക പ്രതിരോധ സംവിധാനങ്ങൾ സെൻസറുകളിൽ വ്യാജ സിഗ്നലുകൾ നിറയ്ക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണിക് ജാമിംഗ് തന്ത്രങ്ങളെ നേരിടേണ്ടി വരുന്നുണ്ട്. ജൈവികമായ രീതിയിൽ ഒരു സംരക്ഷിത സ്പെക്ട്രൽ ഭാഗം (protected spectral slice) സൃഷ്ടിക്കുന്നത് നാവിക കപ്പലുകളിലെ സോണാർ സംവിധാനത്തെയോ ആകാശ റഡാറുകളെയോ കൂടുതൽ കരുത്തുറ്റതാക്കാൻ സഹായിക്കും, പ്രത്യേകിച്ച് തിരക്കേറിയ ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിക് സാഹചര്യങ്ങളിൽ.
പരിമിതികളും പ്രായോഗിക വെല്ലുവിളികളും
വവ്വാലിന്റെ ചെവിയുടെയും തലച്ചോറിന്റെയും പ്രവർത്തനങ്ങളെ സിലിക്കൺ ചിപ്പുകളിലേക്ക് മാറ്റുക എന്നത് അത്ര എളുപ്പമല്ല. നിലവിലുള്ള സെൻസർ ഹാർഡ്വെയറുകൾക്ക് അനുകരിക്കാൻ പ്രയാസമുള്ള, അതിവേഗത്തിലുള്ള ഓഡിറ്ററി ഫീഡ്ബാക്ക് വഴിയാണ് വവ്വാലുകൾ ഈ ഏകോപനം (synchronization) നേടുന്നത്. കൂടാതെ, വവ്വാലുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് മിക്ക വാർത്താവിനിമയ സംവിധാനങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്ന റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസികളുമായി നേരിട്ട് ബന്ധമില്ലാത്ത ഇടുങ്ങിയ അൾട്രാസോണിക് ബാൻഡിലാണ്.
ഇനി ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട കാര്യങ്ങൾ
ഇന്ത്യയുടെ സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റത്തിനുള്ള പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ
ജാമിംഗ് ഒഴിവാക്കുന്നതിനുള്ള കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ലോഡ് കുറയ്ക്കുന്ന ഏത് സാങ്കേതികവിദ്യയും ഇന്ത്യയുടെ വളർന്നുവരുന്ന പ്രതിരോധ, റോബോട്ടിക്സ് മേഖലകൾക്ക് ഗുണകരമാകും. വവ്വാലുകളെ മാതൃകയാക്കിയ സ്പെക്ട്രൽ വിൻഡോ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നത് നാവികസേനയ്ക്കായുള്ള തദ്ദേശീയ സോണാർ വികസനം വേഗത്തിലാക്കാനും, സ്വയംപ്രവർത്തിക്കുന്ന ഡെലിവറി ഡ്രോണുകളുടെ വിശ്വാസ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും, വന്യജീവി സംരക്ഷണത്തിനായുള്ള അക്കോസ്റ്റിക് മോണിറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്താനും സഹായിക്കും. ഇന്ത്യയിലെ ജൈവവൈവിധ്യ മേഖലകളിൽ വൈവിധ്യമാർന്ന വവ്വാൽ വർഗ്ഗങ്ങൾ ഉള്ളതിനാൽ, കൂടുതൽ പഠനങ്ങൾക്കായി ഇത് ഒരു മികച്ച പരീക്ഷണശാല കൂടിയാണ്.
ചുരുക്കത്തിൽ
ഒരു വലിയ കൂട്ടം ഒരേ സ്വരത്തിൽ സംസാരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നതിലൂടെ തിരക്കേറിയ സിഗ്നൽ സാഹചര്യങ്ങളിലെ പ്രശ്നം പ്രകൃതി ഇതിനകം തന്നെ പരിഹരിച്ചിട്ടുണ്ട്. വായുവോ വെള്ളമോ മത്സരപരംമായ പൾസുകൾ കൊണ്ട് നിറഞ്ഞിരിക്കുമ്പോൾ, തങ്ങളുടെ സെൻസറുകൾ തടസ്സമില്ലാതെ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്ന എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് ജാപ്പനീസ് ഹോഴ്സ്ഷൂ ബാറ്റിന്റെ ഈ രീതി ഒരു മാതൃകയാണ്. ജൈവശാസ്ത്രത്തെയും ഹാർഡ്വെയറിനെയും തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് ഇനി മുന്നിലുള്ള വെല്ലുവിളി; ഒരു രാത്രികാല വേട്ടയാടൽ തന്ത്രത്തെ വലിയ തോതിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ആന്റി-ജാമിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയായി മാറ്റുക എന്നതാണ് ലക്ഷ്യം.