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海豚生物声纳和仿生技术研究取得重要进展
作者:COE   来源:COE   日期:2017/12/8   浏览:3470   返回上页

张宇教授课题组在海豚生物声纳和仿生技术研究取得重要进展,最新研究成果“Directional Acoustic Wave Manipulation by a Porpoise via Multiphase Forehead Structure”在国际著名Top类学术期刊《应用物理评论》(Physical Review Applied, 物理类1区) 接收发表,论文第一单位为厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室。    

人工超材料在声能流操控上有重要应用。近年来,科学家设计各种人工结构来克服传统意义上由于衍射极限造成的声探测与成像问题。当声波波长比声源尺寸大时,实现声波束指向性就变得困难。鲸豚复杂声学结构是自然界存在的“声超指向性结构”。张宇教授和他的博士研究生宋忠长、美国宾夕法尼亚大学的曹文武教授、国家海洋局第三海洋研究所的王先艳副研究员以及夏威夷大学资深鲸豚专家Whitlow W. L. Au教授开展国际化、跨学科合作研究,利用超声组织测量、计算机断层扫描技术、声信号分析以及计算声场模拟等方法表明了江豚头部是实现和控制波束指向性的天然“超级结构”。江豚头部拥有软物质组织结构、头骨固体结构和气囊等多相复合体,其生物声纳原理与经典水声教科书不同,包含设计小型精确声呐系统的新原理和方法。该研究成果为仿生声纳机理以及人工材料应用打下良好基础,也为新型水声探测技术提供新思路。

Physical Review Applied 编辑部将此篇论文选为Editor‘s Selection。英国New Scientist  (https://www.newscientist.com/article/mg23631524-000-porpoises-twist-laws-of-physics-to-aim-their-focused-sonar-beams/) 和美国PHYS.org世界科技研究新闻资讯网(https://phys.org/news/2017-11-porpoises-shift-forehead-tissue-fine-tune.html)、PhysicsWorld物理世界新闻杂志等国际学术动态网分别对该项成果作了专文报道。国内科学网 (http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/11/394419.shtm)也以“鼠海豚聚焦声纳束颠覆物理定律”对此项研究成果作了报道。该项研究成果扩大了厦大在水声仿生探测研究的国内和国际影响力。

全文链接为:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.8.064002




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