Камера за набљудување на светот низ очите на животните

Повеќето животни го гледаат светот поинаку од луѓето. Некои од нив низ призмата на потесен, а некои низ поширок опсег на бои. Група научници од Велика Британија и САД сега создадоа камера што во реално време ги реплицира боите онака како што ги гледаат различни животни. Системот користи две камери и софтвер кој може да произведе видеа во кои една иста сцена се прикажува како таа изгледа набљудувана од различни видови.

„Секое животно поседува уникатен сет на фоторецептори, со чувствителност што се движи од ултравиолетово до инфрацрвено, приспособена на нивните еколошки потреби”, пишуваат научниците.

Некои животни се способни дури и да детектираат поларизирана светлина. Резултатот е дека секое животно уникатно ја перципира бојата. Меѓутоа, нашите очи и обичните камери не можат да ги забележат тие варијации во светлината.

За детекција на бојата главна улога имаат одредени клетки во мрежницата на животното. Луѓето поседуваат три вида од клетките што овозможуваат прием на брановите должини од светлината кои се црвени, зелени и сини. Комбинациите на овие бранови должини создаваат плејада од прекрасни нијанси во кои можеме да уживаме. Не сите луѓе имаат целосно функционални клетки во мрежницата, па така некои патат од недостаток на вид во боја или далтонизам.

Ние небото го гледаме сино. Но, за птиците кои гледаат и во ултравиолетовото браново подрачје тоа најверојатно изгледа ултравиолетово сино, поточно во боја која на новата камера се појавува како розова. 

Некои животни гледаат помалку бои од луѓето. Кучињата, на пример, многу подобро гледаат сини и жолти, отколку виолетови, зелени, црвени и портокалови нијанси. Мачките имаат два вида клетки за детекција на боите, што им овозможува прием на сино-виолетови и жолто-зелени бранови должини од светлината, но не и на црвено-портокаловата.

Резултатите вклучуваат колоритни видеа кои прикажуваат како пчела би видела гасеница која открива скриен дел од телото и крупен кадар од пајак во скок. Системот функционира најдобро на растојанија од 2 метри со животни кои не се движат пребрзо за фокусот на камерата.

„Системот работи со поделба на светлината помеѓу две камери, каде што едната камера е чувствителна на ултравиолетова светлина, додека другата е чувствителна на видлива светлина. Ова одвојување на ултравиолетовата од видливата светлина се постигнува со парче оптичко стакло, наречено разделувач на зрак. Оваа оптичка компонента ја рефлектира УВ-светлината како огледало, но дозволува видливата светлина да помине исто како низ проѕирно стакло”, објаснуваат научниците.

Потоа, софтверот ги трансформира податоците во „перцептивни единици” што одговараат на чувствителноста на фоторецепторот на животното.

Во споредба со традиционалните спектрофотометриски методи, тимот открил дека нивните снимки направени во реално време биле со прецизност од 92%.

Некои животни, пак, можат да гледаат и надвор од „видливиот спектар” на човечкиот опсег на бои. Колибрите и пчелите, на пример, можат да гледаат во ултравиолетовиот дел од спектарот што им помага да најдат нектар. Бидејќи ние луѓето не можеме да ја видиме УВ светлината, буквално не можеме ниту да ги замислиме сите бои што овие животни можат да ги видат.

Како другите видови го гледаат светот дознаваме со испитување на нивниот систем за вид, а особено на одредениот тип на во мрежницата на животното. Но, сосема друга работа е да можеме светот да го видиме со нивни очи. Новата камера, опишана во студијата во PLOS Biology, има за цел да го направи токму тоа.

Се очекува овој видео систем и придружниот софтверски пакет да им овозможат на еколозите во истражување на тоа како животните ги користат боите во динамични бихејвиорални прикази, начините на кои природното осветлување ги менува воочените бои и други загатки што останале нерешени поради недостаток на соодветни алатки.

Различните премази за заштита од сонце кои за нас на крај се безбојни, видени низ очите на пчела имаат жолта боја. Заштитните масла и креми ја впиваат ултравиолетовата светлина, па така тие не се бели или безбојни за животните кои го гледаат овој дел од светлосниот спектар.

„Златниот стандард” за овој вид истражување е хиперспектралната слика, техника која може да фати еднакви бранови должини на светлина надвор од видливиот и ултравиолетовиот спектар. Но, таквата опрема чини повеќе од 20 000 американски долари. Новиот систем на камери може да чини само неколку илјади долари, што би овозможило негова поширока употреба за снимање живописни животински прикази во движење. Истражувачите користеле две комерцијални камери сместени во 3Д-печатено куќиште за да снимаат видеа и во опсегот на видливата и во оној на ултравиолетовата светлина.

Имено, камерата снима во четири различни канали во боја: сина, зелена, црвена и УВ. Снимката потоа се пушта низ софтверска обработка, и врз основа на постоечкото знаење за фоторецепторите во очите на дадено животно софтверски се процесира кои бранови должини на светлината специфични животни ги гледаат со голи очи. Програмата ги обработува видеокадрите за да ја одрази перспективата и на овој начин се добива прилично точна претстава за видот на животното.

Резултатите вклучуваат колоритни видеа кои прикажуваат како пчела би видела гасеница која открива скриен дел од телото и крупен кадар од пајак во скок. Системот функционира најдобро на растојанија од 2 метри со животни кои не се движат пребрзо за фокусот на камерата.

Во споредба со традиционалните спектрофотометриски методи, тимот открил дека нивните снимби направени во реално време биле со прецизност од 92%.

Се очекува овој видео систем и придружниот софтверски пакет да им овозможат на еколозите во истражување на тоа како животните ги користат боите во динамични бихејвиорални прикази, начините на кои природното осветлување ги менува воочените бои и други загатки што останале нерешени поради недостаток на соодветни алатки.

И секако, оваа алатка на научниците и филмаџиите им нуди нов, емпириски втемелен пристап за прикажување на перцептивните светови на другите, нечовечки видови.

Во овој извадок од видеото со лажна боја за тоа како птиците гледаат пеперутки, жолтите крилја изгледаат попортокалови и и имаат поинтензивна нијанса на магента за човечките очи.

Извор: https://www.smithsonianmag.com/