Πώς βλέπουν τα ζώα τον κόσμο, σύμφωνα με ένα νέο σύστημα κάμερας

Τα ζώα στη φύση πρέπει να λαμβάνουν κρίσιμες αποφάσεις ανιχνεύοντας κινούμενους στόχους. Η επιβίωσή τους μπορεί να εξαρτάται από την εύρεση θηράματος ή την αξιολόγηση ενός πιθανού συντρόφου και όλα τα μάτια τους αντιλαμβάνονται τα χρώματα στη φύση λίγο διαφορετικά. Η ακριβής εικόνα του τι βλέπουν τα ζώα ήταν

μι

α πρόκληση, αλλά ένα σύστημα κάμερας που αναπτύχθηκε από επιστήμονες στο

Πανεπιστήμιο

του Sussex στο Ηνωμένο Βασίλειο και το Πανεπιστήμιο George Mason στη Βιρτζίνια θα μπορούσε να βοηθήσει τους οικολόγους και τους κινηματογραφιστές να δημιουργήσουν βίντεο που αναπαράγουν στενά τα διαφορετικά χρώματα τα ζώα βλέπουν στο φυσικό τους περιβάλλον. Το σύστημα περιγράφεται στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 23 Ιανουαρίου στο περιοδικό ανοιχτής πρόσβασης

PLOS Βιολογία



.

[Related:


How do animals see the world?


]

Οι διαφορετικοί φωτοϋποδοχείς στα μάτια μπορούν να επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο γύρω μας. Ζώα συμπεριλαμβανομένων

μέλισσες

τάρανδοι, και

μερικά πουλιά

μπορεί να δει το υπεριώδες φως (UV) που δεν μπορούν να αντιληφθούν τα ανθρώπινα μάτια. Ανακατασκευάζοντας τα χρώματα που γνωρίζουμε ότι τα ζώα μπορούν να δουν, οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν περισσότερα για τον τρόπο επικοινωνίας και πλοήγησης στον κόσμο γύρω τους.

«Ως αισθητηριακοί οικολόγοι, μας ενδιαφέρει το πώς τα ζώα αντιλαμβάνονται τα χρώματα στη φύση. Οι παραδοσιακές τεχνικές για τη μέτρηση αυτών των χρωμάτων συχνά έλεγαν μόνο ένα μέρος της ιστορίας.»

Ντάνιελ Χάνλεϊ

λέει ένας συν-συγγραφέας της μελέτης και οικολόγος αισθήσεων στο Πανεπιστήμιο George Mason

PopSci

. «Η επιστημονική κοινότητα δεν είχε επαρκή εργαλεία για τη μελέτη των χρωμάτων σε κίνηση. Σχεδιάσαμε το σύστημα κάμερας για να παρέχουμε λύση σε αυτό το πρόβλημα. Τώρα, μπορούμε να καταγράψουμε έγχρωμα σήματα όπως θα φαίνονταν στα άγρια ​​ζώα στη φύση».

Το νέο σύστημα κάμερας βασίζεται στις τρέχουσες τεχνικές που ονομάζονται

φασματοφωτομετρία.

Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική, οι εικόνες λαμβάνονται σε συγκεκριμένες περιοχές μηκών κύματος που είναι συνήθως πέρα ​​από αυτό που μπορούν να δουν οι άνθρωποι. Ωστόσο, η χρήση αυτών των μεθόδων μπορεί να είναι χρονοβόρα, να παράγει ψεύτικα χρώματα, να απαιτεί συγκεκριμένες συνθήκες φωτισμού και να μην μπορεί πάντα να αποτυπώσει κάτι που κινείται.

Για να ξεπεράσει κάποιους από αυτούς τους περιορισμούς, η ομάδα

ανέπτυξε μια κάμερα και ένα σύστημα λογισμικού

που καταγράφει βίντεο με θέα ζώα κινούμενων αντικειμένων υπό συνθήκες φυσικού φωτισμού.

«Το σύστημα είναι χτισμένο γύρω από δύο ξεχωριστές κάμερες, όπου το φως χωρίζεται και κατευθύνεται ταυτόχρονα σε μια κάμερα ευαίσθητη στο υπεριώδες φως και σε μια τυπική κάμερα ευαίσθητη στο ανθρώπινο ορατό φως», λέει ο Hanley.

[Related:


How this computer scientist is rethinking color theory


.]

Μία από τις κάμερες καταγράφει ταυτόχρονα βίντεο σε τέσσερα διαφορετικά κανάλια χρώματος: μπλε, πράσινο, κόκκινο και UV. Αυτά τα δεδομένα στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία σε αντιληπτικές μονάδες χρησιμοποιώντας ένα δημοφιλές

γλώσσα προγραμματισμού που ονομάζεται Python

. Αυτό δημιουργεί ένα πιο ακριβές βίντεο για το πώς τα ζώα αντιλαμβάνονται αυτά τα χρώματα, με βάση το τι γνωρίζουν οι βιολόγοι για τους φωτοϋποδοχείς στα μάτια τους. Η ομάδα δοκίμασε αυτό το νέο σύστημα κάμερας έναντι των παραδοσιακών μεθόδων φασματοφωτομετρίας και το νέο της σύστημα πρόβλεψε τα αντιληπτά χρώματα με

ακρίβεια άνω του 92 τοις εκατό

.

«Το έργο μας ήταν αρκετά εμπλεκόμενο και είχαμε πολλές εκπλήξεις στην πορεία», λέει ο Hanley. «Το πιο εκπληκτικό πράγμα που ανακαλύψαμε ήταν το πόσα σύννεφα μπορούν να επηρεάσουν ένα αντιληπτό χρώμα. Δεν είχαμε την τάση να παρατηρούμε αυτές τις αλλαγές, αλλά ήταν αξιοσημείωτες».

Το σύστημα είναι κατασκευασμένο από κάμερες που διατίθενται στο εμπόριο και στεγάζεται σε αρθρωτό περίβλημα 3D-εκτυπωμένο. Το λογισμικό που ανέπτυξε η ομάδα είναι επίσης

ανοιχτή πηγή

ώστε άλλοι ερευνητές να μπορούν να αξιοποιήσουν αυτήν την τεχνολογία στο μέλλον.

«Σκοπεύουμε να εφαρμόσουμε το σύστημα κάμερας όσο το δυνατόν ευρύτερα. Επί του παρόντος, διερευνούμε μια σειρά εφαρμογών από τη φυσική ιστορία έως τη διατήρηση», λέει ο Hanley. «Ελπίζουμε ότι μέσω της δέσμευσης της κοινότητας τα σχέδιά μας μπορούν να βελτιωθούν και θα συγκεντρώσουμε πολλές νέες παρατηρήσεις σχετικά με τα χρώματα στη φύση».