E14 Neuromuskuläres Kontrollsystem

Thema

Dieses Modul steuert das gesamte Flugsystem: Es besteht aus Sensoren, Prozessoren und neurologischen Aktoren, die die vom Vogel empfangenen Sinnesinformationen – Position, Geschwindigkeit, Orientierung und visuelle Reize – in Muskelsignale umwandeln. Diese passen in Echtzeit die Flügelgeometrie, die Flügelschlagkraft und die Flugbahn an.

Diese Flugsystemsteuerung schließt den Regelkreis zwischen der Beobachtung des Flugsystemzustands und der Ausführung der Korrekturmaßnahme, die diesen Zustand im nächsten Moment wiederherstellt: Sie beobachtet, korrigiert und überprüft das Ergebnis ihrer eigenen Korrektur – immer wieder während des gesamten Fluges. Die Geschwindigkeit dieser Flugsystemsteuerung ermöglicht den Flug der wendigsten Vögel: Das Nervensystem des Habichts beispielsweise verarbeitet die visuellen Informationen während der Jagd und führt die entsprechenden Muskelkorrekturen mit einer Latenz von zehn bis dreißig Millisekunden aus.

Die Reaktionszeit des Nervensystems des Habichts ist vergleichbar mit der der besten Fly-by-Wire-Steuerungssysteme in modernsten Kampfjets. Der Unterschied besteht darin, dass das Nervensystem des Habichts in Nervengewebe implementiert ist, dessen Gesamtmasse weniger als zwei Gramm beträgt – weit weniger als bei jedem vergleichbaren elektronischen Steuerungssystem.

Der entscheidende Unterschied zwischen diesem Nervensystem und einem Fly-by-Wire-Steuerungssystem liegt jedoch nicht in der Geschwindigkeit, sondern in der Lernfähigkeit: Das Nervensystem des Vogels kann während des Fluges lernen und sein eigenes Modell der Umgebung anpassen. Elektronische Steuerungssysteme haben erst vor Kurzem begonnen, dies mithilfe künstlicher neuronaler Netze nachzubilden. Diese Kombination aus Reaktionsgeschwindigkeit, geringem Gewicht und Lernfähigkeit macht diesen Flugsystemregler zu der Komponente, die das gesamte Manöverspektrum eines gesunden Vogels ermöglicht. Und aus demselben Grund ist es der Teil, dessen Degradation – durch ein Pestizid, ein Schwermetall, einen Krankheitserreger oder ein Giftstoff – ausreicht, um die größere Reaktionslatenz, die geringere Korrekturverstärkung und die Oszillationen hervorzurufen, die einen Vogel mit demselben gesunden Körper in einen Vogel verwandeln, der nicht mehr mit derselben Präzision fliegen kann.

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