Łukasz Nowak

Łukasz Nowak i podwodne nurków rozmowy

Jak wiadomo, niektóre zwierzęta morskie, np. delfiny posiadają umiejętność porozumiewania się pod wodą za pomocą dźwięków. Dlaczego zatem nie opracować urządzenia, które pozwoliłoby na podwodną komunikację głosową także ludziom? Na taki szalony koncept wpadł dr inż. Łukasz Nowak z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN w Warszawie, laureat konkursu INTER 2012. Jego unikalne badania z zakresu bioakustyki morskiej zostały już docenione na świecie i mają realną szansę na finał w postaci sprzętu do prowadzenia rozmów pod wodą.

Takie rozwiązanie z pewnością ucieszyłoby miliony osób uprawiających nurkowanie rekreacyjne, a także przydałoby się tym, którzy nurkują zawodowo, np. żołnierzom. Skąd wziął się ten pomysł?

„Wyszliśmy od obserwacji ssaków morskich. Naturalne mechanizmy, jakie wykorzystują one w celu podwodnej nawigacji i komunikacji różnią się znacząco zasadą działania od klasycznych sonarów i systemów telekomunikacyjnych będących wytworami techniki. Za samo wytwarzanie dźwięków u delfina odpowiada układ głosowy funkcjonujący zasadniczo w taki sam sposób jak analogiczny układ u człowieka. Niezwykle ciekawa jest natomiast budowa dalszej części toru akustycznego u ssaków morskich, odpowiadająca za przekazanie wytworzonych impulsów wprost do otaczającej wody. Tworzy ją skomplikowany układ tkanek o bardzo różnych właściwościach fizycznych, pełniący funkcję transformatora. Ten sam układ, dzięki swojej bardzo specyficznej budowie, formuje wychodzące dźwięki z pewnego zakresu częstotliwości w bardzo wąską, kierunkową wiązkę, co pozwala zwierzętom

na prowadzenie precyzyjnej nawigacji. Te mechanizmy stanowiły punkt wyjścia dla opracowania przez nas „bionicznego sonaru”, czyli układu zdolnego do efektywnej transmisji kierunkowej impulsów akustycznych pomiędzy źródłem a środowiskiem wodnym. Powszechnie znane i szeroko rozpowszechnione dzisiejsze urządzenia do nawigacji i komunikacji podwodnej bazują na mniej lub bardziej złożonych zespołach przetworników piezoelektrycznych, zamieniających sygnały elektryczne w drgania mechaniczne (i odwrotnie). Nasza koncepcja bazuje na zupełnie innym podejściu, inspirowanym mechanizmami wykorzystywanymi przez ssaki morskie” – mówi dr inż. Łukasz Nowak.

Pracujący pod jego kierunkiem zespół dokonał już analizy dźwięków, jakie zwierzęta wydają pod wodą, co zaowocowało powstaniem opisu teoretycznego zjawisk i mechanizmów odpowiedzialnych za transmisję fal akustycznych pomiędzy powietrzem a wodą. Następnie, wiedza ta została wykorzystana do budowy układu, za pomocą którego udało się wykazać, że możliwe jest prowadzenie rozmów głosowych pod wodą. To pierwszy krok w kierunku zupełnie nowej jakości w eksploracji podwodnego świata.

„Poza tymi osiągnięciami, do których od początku dążyliśmy, nasze badania przyniosły też wiele nieoczekiwanych wyników oraz masę nowych, fascynujących pytań. Okazało się, że temat mechanizmów podwodnych wokalizacji różnych gatunków ssaków morskich jest znacznie słabiej zbadany niż początkowo sądziłem. Aby kontynuować badania także w tym kierunku, nawiązaliśmy bardzo owocną współpracę ze Stacją Morską Uniwersytetu Gdańskiego w Helu, w ramach której rozpoczęliśmy studia nad komunikacją fok szarych. Zaproponowałem m.in. własny system klasyfikacji głosów fok, bazujący na prawdopodobnych różnicach w sposobie wytwarzania dźwięków” – dodaje dr Łukasz Nowak.