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11.12.2014

Die Spinnen! – Sie inspirierten Forscher zur Entwicklung eines Sprachdetektors

Die brasilianische Wanderspinne ist als aggressives und hochgiftiges Spinnenexemplar bekannt. Sie gehört zur Gattung der Phoneutria; ein griechisches Wort, das mit "Mörderin" zu übersetzen ist.

Die wandernde Spinne lauert ihren Opfern nicht auf, sondern geht nachts aktiv auf die Jagd. Stört man sie, stellt sie sich auf die Hinterbeine und streckt die beiden vorderen Beinpaare in die Höhe - ganz so, als würde sie Pistolen ziehen. Die beeindruckende Show komplettiert die Wanderspinne, indem sie sich von Seite zu Seite wiegt. Sie beißt schnell zu, injiziert ihr mitunter tödliches Gift jedoch nicht immer in die Wunde.

Das klingt zugegebenermaßen nach einer Kreatur aus einem Horrorfilm. Doch wir wären nicht Mitglieder der menschlichen Rasse, wenn wir nicht irgendwo die Nützlichkeit dieses Geschöpfs sehen könnten. Genau das haben Forscher der südkoreanischen Seoul National University jetzt getan.

Das lyriforme Organ

Gegenstand der Untersuchungen war ein besonderes Sinnesorgan: Das lyriforme Organ. Es handelt sich dabei um ein Spaltsinnesorgan, womit die Wanderspinnen kleinste Schwingungen und Vibrationen wahrnehmen können. Unter anderem umwirbt das Männchen potenzielle weibliche Paarungspartner, indem es an Blättern kratzt. Dabei entstehen feinste Vibrationen, die das Weibchen mit seinem lyriformen Organ wahrnehmen kann.

Die Technologie des Detektors

Davon inspiriert entwickelten die Forscher der Seoul Universität einen flexiblen, hochempfindlichen Sensor, der kleiner als ein Fingernagel ist. Er besteht aus einem Kunststoffblatt, das ein dünner Platinumfilm ummantelt. Risse im Nanobereich ähneln den Spaltorganen der Spinnen. Sie unterteilen den Platinumfilm in kleine Einheiten. Wenn der Platinumfilm flach ist, sind die Risse geschlossen. Deren Kanten stehen in Kontakt miteinander und sorgen so dafür, dass elektrische Strömungen durch den gesamten Mantel fließen. Kleinste Dehnungen des Platinumfilms weiten die Risse sofort erheblich. Je weniger Kontakt die Kanten der Risse miteinander haben, desto weniger Elektronen können fließen.

Die Forscher messen nun die Veränderungen des Widerstands im Platinumfilm, um kleinste Bewegungen feststellen zu können. Diese können so klein sein wie die Bewegungen eines Marienkäfers, der mit seinen Flügeln schlägt.

Anwendungsmöglichkeiten

Der hochempfindliche Detektor hat eine Reihe potenzieller Anwendungsmöglichkeiten. Dazu gehören selektive Spracherkennung sowie Gesundheitsüberwachung.

Die Forscher haben den Detektor bereits getestet: Sie befestigten ihn an den Hälsen zehn verschiedener Personen, die dann einfache Worte wie "jump" oder "go" sagen sollten. Der Detektor registrierte die Laute trotz Umgebungsgeräuschen genauer als ein Mikrofon.

Daneben kann das Gerät den Puls am Handgelenk erkennen sowie Noten aufzeichnen, wenn es an Musikinstrumenten befestigt ist. Forscher haben den Sensor außerdem erfolgreich eingesetzt, um Messungen innerhalb eines mikrofluidischen Systems vorzunehmen.

Momentan entwickeln die Forscher den Detektor weiter, um spezialisierte Geräte zu erhalten, die zwischen den gewünschten Vibrationen und Hintergrundgeräuschen unterscheiden können.

Bananen spinnen

Zum Forschungsartikel gelangen Sie hier. Lassen Sie sich faszinieren, wenn Sie das nächste Mal einer Wanderspinne begegnen – gelegentlich gelangen diese "Bananenspinnen" in Bananenkisten nach Europa... Die Kocarek GmbH spinnt allerdings nicht und macht Ihnen gerne ein unverbindliches Angebot für Übersetzungen.

 

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