イルカの音響定位に学ぶ新しい水中音響通信

数頭から数十頭の群れで生活することが多いイルカは、クリック音（キリキリ、キチキチ）やホイッスル音（ピーピー）と呼ばれる高周波音を発して、仲間同士でコミュニケーションを取ることが知られている。ホイッスル音の中には、それぞれの個体の名前にあたる「自分を現す特別な音」がある事がわかっており、これを使ってお互いを識別する。このように音を利用したコミュニケーション方法は、音響定位と呼ばれている。　イルカの音響定位がすごいのは、水中で情報が伝わる距離とその正確さである。イルカはなんと25キロメートルも離れた場所にいる仲間を識別し、「会話する」ことできるのである。水の中を進む音は、長い距離を進むほど他の雑音とぶつかったり、海底面で反射した音に邪魔されたりすることによって弱くなるので、聞き手に届く音が元の音とは質が違ってしまい、伝えたい情報が上手く伝わらないことが多いのである。ところが、イルカ達は周波数を変えながら音を発し、また同時にいくかの音を組み合わせることで音と情報が弱くならないように工夫していたのである。暗くて遠くもあまりよく見ることが出来ない海では、光と視覚に頼るよりも、遠くまで届く音の方がイルカにとっては有効なのである。音の周波数を自在に変えて発し、またそれらを聞き分けることのできる能力は、海の中で生活するイルカ達が獲得したすごい武器なのである。

資源/エネ/情報の発信・生産:: 発信

ネットワーク

イルカのように周波数を組み合わせて音を発信できる装置を、津波計と一緒に海洋底のあちこちに設置すれば、津波の早期警報システムを作ることができる。どこに津波がやってくるのかを高精度で予想し、陸に達する前に警報を出すためには、地震によって深海で発生した波を観測機器で見つけなければならない。そのために、地震による津波が発生する水深６０００ｍもの深海に津波センサーを設置する必要があるのである。観測されたデータは、音によって６０００ｍメートルもの距離を進んで海面のブイ（目印や物体保持のために水面に浮かべる浮き）に届けられ、さらに津波警戒センターが警報を発信する衛星に伝えられ、そこから国や自治体など様々な機関に実際に警報が発信される仕組みである。すでに、ドイツの企業がイルカのコミュニケーション方法をヒントに、周波数変調方式の高性能水中用モデムを開発しており、それらは実際にインド洋の深海底に設置されて、津波警報システムに利用されている。

津波警報システム

水中での音響通信を使った正確な情報伝達の技術は、人が直接行動する事が難しくなる海洋での科学調査や資源探査、工事、安全防災、港湾域・沿岸域の保安などの多くの分野で応用することが期待される。例えば、深海域に、無人探査機やロボットを送り込み、陸上基地から無線操作で資源探査や災害時の救助をさせたりすることが可能になる。海底に設置する科学観測用機器に応用すれば、ケーブルを必要としないので、様々な機関で無線音響通信網を共有することができる。

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