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Wer hohl ist, hört besser

Text: Regina Levenshtein, A&D
Frösche sind niedlich, aber hohl. Nein, im Ernst! Das müssen sie sogar sein, sonst könnten die grünen Hüpfer überhaupt nicht hören, was sie an lauen Sommerabenden im Tümpel so vor sich hin quaken.

Spätestens seit dem berüchtigten Klingelton-Hit Crazy Frog Anfang der 2000er wissen wir: Frösche sind musikalische Tierchen. Dabei haben sie nicht mal richtige Ohren. Wie Frösche dennoch ihre Töne sicher treffen, haben Forscher nun untersucht. Die meisten Tiere, abgesehen von Fröschen, Vögeln und Reptilien, hören in Stereo: Sie nehmen Geräusche mit jedem Ohr getrennt auf und nutzen die durch den Ohrenabstand bedingte Zeitverzögerung dazu, die Geräuschquelle zu orten. Amphibienohren liegen dafür jedoch zu eng beieinander, folglich ist die Zeitverzögerung zu gering, als dass ihr Gehirn sie verarbeiten könnte. Zum Ausgleich haben die Tierchen einen mit Luft gefüllten Hohlraum, der die Trommelfelle intern koppelt. Damit nehmen sie nicht nur externe Signale wahr, sondern auch die Überlagerung der Frequenzen im Gehörgang. Und ja: Leuchtet man einem Frosch ins eine Ohr, tritt der Strahl aus dem anderen wieder heraus.

Zu diesem Hörsystem hat das Wissenschaftlerteam um Leo van Hemmen, Professor für Theoretische Biophysik an der TU München, ein mathematisches Modell entwickelt. Damit lässt sich das Verhalten der Schallwellen in gekoppelten Ohren nicht nur beschreiben, sondern auch für 15.000 verschiedene Tierarten vorhersagen. Dabei kommt es auf die Frequenz an. Schwingen Töne mit einer Frequenz unterhalb der des Trommelfells, verstärkt die Überlagerung der äußeren und inneren Signale den Zeitunterschied um das Fünffache. Bei höheren Frequenzen, deren Verzögerung nicht mehr wahrnehmbar wäre, greift das Ohr hingegen auf die Amplitudendifferenz der Signale zurück. Erst durch gekoppelte Ohren wird dieser Unterschied im Lautstärkepegel hörbar. Die Effizienz dieses Hörsystems ist auch für die Industrie interessant. „Ich kann mir eine Anwendung in der Robotik gut vorstellen, da diese Art der Verstärkung keine Energie kostet“, sagt van Hemmen. Ob sich die Roboter dann auch durch Quaken verständigen, bleibt abzuwarten.

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