جاپانی محققین نے دکھایا ہے کہ 'گریٹر جاپانی ہارس شو بیٹس' (greater Japanese horseshoe bats) کے گروہ ایک ہی مشترکہ فریکوئنسی پر اپنے ایکولیکیشن (echolocation) کالز کو لاک کر کے آواز کے انتشار (acoustic chaos) سے بچتے ہیں۔ یہ دریافت، جو Journal of Comparative Physiology A میں شائع ہوئی ہے، سونار، خود مختار روبوٹس اور دفاعی سینسرز میں سگنل جامنگ (signal-jamming) کو ختم کرنے کے لیے ایک حیاتیاتی طور پر متاثرہ (bio-inspired) طریقہ بتاتی ہے۔

چمگادڑوں کے گروہوں میں آواز کی رکاوٹ (acoustic bottleneck)

ایکولیکیشن (Echolocation) ایک چمگادڑ کو الٹراساؤنڈ پلسز (ultrasonic pulses) خارج کرنے اور کیڑے مکوڑوں اور رکاوٹوں سے ٹکرا کر واپس آنے والی گونج (echoes) کو سننے کے ذریعے "دیکھنے" میں مدد دیتی ہے۔ ایک پرہجوم ٹھکانے میں، درجنوں چمگادڑ ایک ہی وقت میں آوازیں نکالتے ہیں، جس سے آوازوں کا ایک ایسا ڈھیر بن جاتا ہے جو ایک دوسرے کے اوپر چڑھ جاتا ہے۔ یہ مداخلت (interference) قریب موجود کسی پتنگے کی ہلکی سی گونج کو دبا سکتی ہے، جس سے شکار اور راستہ تلاش کرنا تقریباً ناممکن ہو جاتا ہے۔

چمگادڑوں کی زیادہ تر اقسام اپنے پڑوسیوں سے اپنی پچ (pitch) کو دور کر کے اس صورتحال سے نمٹتی ہیں، یہ ایک ایسا حربہ ہے جو صرف اس وقت کام کرتا ہے جب گروہ چھوٹا ہو یا پھیلا ہوا ہو۔ تاہم، جاپانی ہارس شو بیٹ ایک مختلف راستہ اختیار کرتا ہے: فریکوئنسیوں کو بکھیرنے کے بجائے، یہ انہیں ایک جگہ اکٹھا کر لیتا ہے۔

ایک اجتماعی "خاموش طیفی کھڑکی" (silent spectral window)

2008 سے 2024 تک کے فیلڈ ورک نے، جس میں 15 پکڑنے کے واقعات شامل تھے، ایک واضح نمونہ ظاہر کیا۔ وہ چمگادڑ جنہوں نے کم فریکوئنسی والی آوازوں سے آغاز کیا، انہوں نے آہستہ آہستہ اپنی پچ کو اس وقت تک بڑھایا جب تک کہ وہ گروہ کی غالب آواز (dominant tone) سے مطابقت نہ رکھ لے۔ ایک بار جب گروہ اس مشترکہ فریکوئنسی پر مستحکم ہو گیا، تو مجموعی آواز کا پس منظر شور کی ایک اہم حد (critical noise threshold) سے نیچے گر گیا، جس سے طیفے (spectrum) میں ایک خاموش پٹی بن گئی۔ اس پٹی کے اندر، کیڑے مکوڑوں کی ہلکی گونج واضح طور پر نمایاں ہو جاتی ہے۔

محققین نے یہ بھی دستاویزی شکل میں پیش کیا کہ چمگادڑ ڈاپلر شفٹ (Doppler shift) — یعنی چمگادڑ کی اپنی پرواز کی رفتار کی وجہ سے فریکوئنسی میں ہونے والی تبدیلی — کی تلافی کیسے کرتی ہے، تاکہ واپس آنے والی گونج اس تنگ سننے والی کھڑکی (hearing window) کے اندر رہے جس کے لیے انہوں نے خود کو تیار کیا ہے۔ اس کا نتیجہ ایک مربوط سگنل کی صورت میں نکلتا ہے جو آواز نکالنے والوں کے گھنے ہجوم کے باوجود فاصلے اور وضاحت (resolution) دونوں کو برقرار رکھتا ہے۔

رات کے شکاریوں سے انجینئرڈ سینسرز تک

وہی مسئلہ جو چمگادڑوں کے گروہوں کو پریشان کرتا ہے — یعنی ایک ہی آواز کے مقام (acoustic real estate) کے لیے متعدد ٹرانسمیٹرز کا مقابلہ کرنا — جدید سونار ایرے، ڈرونز کے جھنڈ اور تقسیم شدہ ریڈار نیٹ ورکس کو بھی درپیش ہے۔ انجینئرز طویل عرصے سے ٹائم ڈویژن یا فریکوئنسی ڈویژن اسکیموں پر انحصار کرتے رہے ہیں جن کے لیے سخت ہم آہنگی (synchronization) اور پیچیدہ شیڈولنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ چمگادڑ کا "طیفی کھڑکی" (spectral window) والا طریقہ کار ایک سادہ متبادل تجویز کرتا ہے: آلات کے ایک گروہ کو ایک مشترکہ کیریئر فریکوئنسی پر اکٹھا ہونے دیں اور ارد گرد کی پٹی کو خاموش رکھنے کے لیے ایڈاپٹیو فلٹرنگ (adaptive filtering) کا استعمال کریں۔

دفاع اور مواصلات کے لیے یہ خیال کیوں اہم ہے

جدید دفاعی پلیٹ فارمز کو الیکٹرانک جامنگ کی حکمت عملیوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے جو سینسرز کو جعلی سگنلز سے بھر دیتی ہیں۔ ایک محفوظ طیفی حصے (spectral slice) کو تخلیق کرنے کا حیاتیاتی طریقہ کار بحری جہازوں کے سونار یا فضائی ریڈار کو زیادہ لچکدار بنا سکتا ہے، خاص طور پر پرہجوم الیکٹرو میگنیٹک ماحول میں۔

جوابی نکات اور عملی حدود

چمگادڑ کے کان اور دماغ کے میکانزم کو سلیکون (silicon) میں منتقل کرنا آسان نہیں ہے۔ چمگادڑ تیز رفتار، کم لیٹنسی (low-latency) والے سمعی فیڈ بیک کے ذریعے ہم آہنگی حاصل کرتے ہیں جسے موجودہ سینسر ہارڈ ویئر کی نقل کرنا مشکل ہے۔ چمگادڑ ایک نسبتاً تنگ الٹراساؤنڈ بینڈ میں کام کرتے ہیں جو زیادہ تر مواصلاتی نظاموں میں استعمال ہونے والی ریڈیو فریکوئنسیوں سے براہ راست مطابقت نہیں رکھتا۔

آگے کیا دیکھنے کو ملے گا

  • بھارت کی ٹیکنالوجی کی پیش رفت کے لیے اثرات

    بھارت کے بڑھتے ہوئے دفاعی اور روبوٹکس شعبے کو کسی بھی ایسی تکنیک سے فائدہ پہنچ سکتا ہے جو ڈی-جامنگ (de-jamming) کے کمپیوٹیشنل بوجھ کو کم کر دے۔ چمگادڑ کے ماڈل پر مبنی طیفی کھڑکی کو شامل کرنے سے بحریہ کے لیے مقامی سونار کی ترقی کو تیز کیا جا سکتا ہے، خود مختار ڈیلیوری ڈرونز کی بھروسہ مندی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور جنگلی حیات کے تحفظ میں استعمال ہونے والے آواز کے نگرانی کے آلات کو مزید بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ملک کے حیاتیاتی تنوع کے مراکز (biodiversity hotspots) چمگادڑوں کی مختلف اقسام کا مسکن ہیں، جو مزید مطالعہ کے لیے ایک مقامی لیبارٹری فراہم کرتے ہیں۔

خلاصہ

فطرت نے پورے گروہ کو ایک ساتھ بولنے دے کر پرہجوم سگنل ماحول کے مسئلے کو پہلے ہی حل کر لیا ہے۔ جاپانی ہارس شو بیٹ کی ہم آہنگ ایکولیکیشن انجینئرز کے لیے ایک ٹھوس نمونہ فراہم کرتی ہے جو اس وقت اپنے سینسرز کو صاف رکھنے کی کوشش کر رہے ہوں جب ہوا یا پانی مقابلہ کرنے والے پلسز سے بھرا ہو۔ اب چیلنج حیاتیات اور ہارڈ ویئر کے درمیان فرق کو ختم کرنا ہے، تاکہ رات کے وقت کے شکار کی حکمت عملی کو ایک بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والی اینٹی-جامنگ ٹیکنالوجی میں بدلا جا سکے۔