【びっくりサイエンス】洞窟を飛ぶコウモリは仲間となぜ衝突しないのか? 秘密は超音波の「声色」にあった - 産経ニュース

【びっくりサイエンス】洞窟を飛ぶコウモリは仲間となぜ衝突しないのか? 秘密は超音波の「声色」にあった

ユビナガコウモリ(同志社大・長谷一磨氏提供)
 洞窟などで集団生活するコウモリは、超音波で周囲の状況を把握しながら飛んでいる。密集状態だと混信してしまいそうだが、互いに周波数を調節しあうことで「声色」を変え、仲間同士の衝突を防いでいることが同志社大の研究で明らかになった。多くのロボットが協調して働く仕組みの開発に役立つかもしれない。
 コウモリは夜行性で、視覚は退化している。その代わり、人間が音声を発するように声帯を震わせ、のどから超音波を出すことができる。発した超音波が目標物にぶつかり、はね返ってくる反響音(エコー)を耳で聞き取り、自分との位置関係や大きさ、動く速さなどを即座に把握している。
 この仕組みは「エコーロケーション」と呼ばれ、まるでレーダーのように機能する。そのため、暗く見通しが悪い夜間や狭い洞窟内でも物にぶつからず飛びまわり、餌となる体長数ミリの小さな虫を捕まえることができる。
騒々しいパーティー会場で声を聞き分ける
 ただ、集団で飛ぶ際は、それぞれの個体が超音波を出すため、群れの中はさまざまな超音波と反響音が混在することになる。大勢の人が同時に会話を行い、目の前の会話相手の声すらよく聞こえないパーティー会場のような騒々しい環境だ。
 それでも、コウモリは仲間同士で衝突することなく上手に餌を捕食している。自分が出した超音波の反響音をきちんと聞き分けているためとみられるが、群れなすコウモリの超音波を1匹ずつ録音して調べるのは困難で、なぜそんなことができるのか不明だった。
 研究チームはこの謎に挑んだ。超音波を記録できる重量わずか0・6グラムの超小型録音機を開発。これを日本に広く分布する翼長約30センチ、体重約14グラムの「ユビナガコウモリ」に装着し、飛行実験を実施した。屋内で4匹の集団を計6組飛ばす場合と、単独で飛ばす場合について、それぞれの超音波を記録して分析した。
 その結果、同じ組の4匹が集団で飛行した場合の超音波の周波数の幅(帯域)は平均1・1キロヘルツで、単独で飛ぶ際の平均約0・6キロヘルツの2倍近くに広くなっていた。それぞれの声が似ないよう効果的に「声色」を変えているのと同じで、反響音を聞き分けやすくなる。
 こうして互いに混信を防ぎ、集団で飛んでいても自分の位置を正しく認識しているらしい。周囲の状況を把握する能力を保ったまま混信を避けられる単純で効率的な方法という。
センサー技術やロボットの協調に応用も
 コウモリ同士が超音波を調整し合っていることが初めて確認されたが、どのようにコミュニケーションを取り合い、どんなルールで周波数を変えているのかなどについては、まだ解き明かされていない。
 しかし研究チームは、混信を効率良く避ける超音波センサーの開発などに仕組みを応用できるのではないかとみている。また、動物の集団行動を理解するための新たなモデル動物としての利用もできそうだ。
 同志社大の飛龍志津子教授は「コウモリが集団飛行する際の混信回避方法がやっと分かった。ほんのわずか周波数を変えるだけの単純な方法で、実に効率的に問題を解決していた。将来的には、多数のロボットが自律的に協調して動く仕組みなどにも役立ちそうだ」と話している。(科学部 伊藤壽一郎)