Vleermuis inspireert precisielandbouw

Robots en geautomatiseerde voertuigen in fabrieken werken vaak met sonarsensoren om hun omgeving af te tasten, maar die zijn niet altijd nauwkeurig genoeg. ‘Als er te veel sensoren bij elkaar in de buurt zijn, kan er verwarring ontstaan. De metingen kunnen ook dubbelzinnig zijn.’
 
‘Daarom zijn we in samenwerking met biologen op zoek gegaan naar de manier waarop vleermuizen hun omgeving in het donker haarfijn in kaart kunnen brengen’, zegt Jan Steckel (34), professor elektronica en ICT van de UAntwerpen.
 
Vleermuizen maken gebruik van echolocatie. Ze zenden geluidssignalen uit en luisteren naar de echo die door hun oor wordt opgevangen. Op basis daarvan weten ze waar ze zich bevinden en waar er obstakels zijn.
 
Tijdens het jarenlang lopende onderzoek, stuitten de wetenschappers op een interessant fenomeen: een bepaalde plant in Zuid-Amerika, de macravia envia, die door vleermuizen wordt bestoven, trekt vleermuizen aan doordat de bloemen geluid extra goed weerkaatsen. Daardoor fladderen de vleermuizen er blindelings naartoe om van de nectar te eten. ‘In het donker heb je niets aan een felle kleur’, zegt Steckel.
 
‘Daarom is de vorm van die bloemdelen, die het geluid van alle kanten even goed weerkaatsen, zo belangrijk. Op die vorm hebben we ons gebaseerd bij het ontwikkelen van onze sonarbakens of sonarreflectoren zoals wij ze noemen. De bedoeling is om die te gebruiken als een soort verkeersborden voor robots.’
 
Jan Steckel verwacht dat de technologie over drie jaar beschikbaar zal zijn voor commercieel gebruik. ‘Voor de concrete toepassingen kun je bijvoorbeeld denken aan robotgestuurde voertuigen die steenpuin uit een mijn halen’, vertelt hij.
 
‘Door de locatie waar het puin gestort moet worden te markeren met zo’n sonarreflector, weet dat voertuig tot waar het moet gaan. Als een deel van de mijn instort, is de reflector gemakkelijk te verplaatsen. Ook op een kruispunt waar mijnwerkers passeren, kun je sonarbakens plaatsen om aan te geven waar er gevaarlijke situaties zijn en het voertuig moet vertragen.’
 
Ook in fabrieken of in de landbouw ziet Jan Steckel mogelijkheden. ‘Als er graan geoogst wordt, kan een geautomatiseerd voertuig niet zien waar een bepaalde akker stopt als op de akker ernaast ook graan staat. Die grenzen kunnen met een sonarreflector worden aangegeven. In fabrieken zou je gevaarlijke kruispunten kunnen markeren.’
 
De extra gevoelige sensor is ontwikkeld samen met Ralph Simon van de Vrije Universiteit Amsterdam en wetenschappers van Duitse, Amerikaanse en Israëlische universiteiten. ‘Het grote voordeel is dat je deze technologie ook kunt gebruiken in donkere, stoffige en modderige omstandigheden, waar camera’s en lasers niet functioneren’, legt Jan Steckel uit.
 
Hij verwacht dat vleermuizen wetenschappers in de toekomst nog verder vooruit kunnen helpen bij technologische ontwikkelingen. ‘Wat vleermuizen kunnen met twee oren en een klein brein, is echt verbazingwekkend. Daar kunnen we nog veel van leren.’