سیستم و نرم‌افزار دوربین رمان فیلم‌های طبیعی با دید حیوانات را با دقت بیش از 90 درصد ضبط می‌کند.

Biology

یک سیستم دوربین جدید و بسته نرم‌افزاری مرتبط به دانشمندان اجازه می‌دهد فیلم‌هایی تولید کنند که رنگ‌هایی را که حیوانات مختلف در محیط‌های طبیعی می‌بینند، به دقت تکرار کنند.

حیوانات مختلف دنیا را به دلیل قابلیت های گیرنده های نوری در چشمانشان متفاوت درک می کنند.

به عنوان مثال، حیواناتی مانند زنبورهای عسل و برخی از پرندگان می توانند نور UV را ببینند که خارج از محدوده درک انسان است.

بازسازی رنگ‌هایی که حیوانات واقعاً می‌بینند می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از نحوه برقراری ارتباط و حرکت در جهان اطراف خود داشته باشند.

تصاویر رنگی کاذب به ما نگاهی اجمالی به این دنیای پویا می دهند، اما روش های سنتی مانند اسپکتروفتومتری اغلب وقت گیر هستند، به شرایط نوری خاصی نیاز دارند و نمی توانند تصاویر متحرک را ثبت کنند.

“حیوانات دنیا را چگونه می بینند؟” نویسنده ارشد دکتر دانیل هانلی از دانشگاه جورج میسون و همکارانش گفت.

این سوال ساده از زمان ظهور علم مدرن تخیلات ما را به خود جلب کرده و به کشف آن ها دامن زده است.

هر حیوان دارای مجموعه منحصر به فردی از گیرنده های نوری است، با حساسیت های مختلف از اشعه ماوراء بنفش تا مادون قرمز، که با نیازهای اکولوژیکی آنها سازگار است.

آنها گفتند: «علاوه بر این، بسیاری از حیوانات می توانند نور قطبی شده را تشخیص دهند.

“در نتیجه، هر حیوانی رنگ را متفاوت درک می کند. از آنجایی که نه چشمان ما و نه دوربین‌های تجاری چنین تغییراتی را در نور ثبت نمی‌کنند، بخش‌های وسیعی از حوزه‌های بصری ناشناخته باقی می‌مانند.»

“این باعث می شود تصاویر رنگی نادرست از بینایی حیوانات قدرتمند و قانع کننده باشد.”

Vasas et al. show 3 male orange sulphurs (Colias eurytheme). These butterflies display strong angle-dependent UV iridescence on the dorsal side of their wings. The UV-iridescent portions appear more orange to the human observer than the otherwise yellow wings (see human-visible inset). The avian false color depiction (main image) is based on the coordinates of the receptor noise-limited (RNL) opponent space. Coordinates in this space represent differences in an animal’s photoreceptor responses, and the distances between the coordinates approximate the perceptual distances between the colors. The inset color key illustrates human-visible colors around the perimeter of a circle colored according to RNL coordinates, where UV colors start at the epicenter and mix with other colors. In this depiction, the UV-iridescent portions appear purple, because they most strongly reflect in the ultraviolet and the red part of the spectrum. The ventral part of the wings, visible when the animals are in their resting position, are depicted as gray-brown, just like the leaves, as they are close to the achromatic point. Image credit: Vasas et al., doi: 10.1371/journal.pbio.3002444.

واساس و همکاران نشان دادن 3 گوگرد نارنجی نر (Colias eurytheme). این پروانه ها رنگین کمانی اشعه ماوراء بنفش وابسته به زاویه قوی را در سمت پشتی بال های خود نشان می دهند. بخش‌های رنگین ماوراء بنفش برای ناظر انسان نارنجی‌تر از بال‌های زرد رنگ به نظر می‌رسند (به قسمت داخلی قابل مشاهده انسان مراجعه کنید). تصویر رنگ کاذب پرندگان (تصویر اصلی) بر اساس مختصات فضای حریف محدود به نویز گیرنده (RNL) است. مختصات در این فضا نشان دهنده تفاوت در پاسخ گیرنده های نوری حیوانات است و فاصله بین مختصات تقریباً فاصله ادراکی بین رنگ ها است. کلید رنگی درونی، رنگ‌های قابل مشاهده برای انسان را در اطراف محیط دایره‌ای رنگ‌شده با مختصات RNL نشان می‌دهد، جایی که رنگ‌های UV از مرکز زلزله شروع می‌شوند و با رنگ‌های دیگر ترکیب می‌شوند. در این تصویر، قسمت‌های کمانی اشعه ماوراء بنفش بنفش به نظر می‌رسند، زیرا به شدت در قسمت فرابنفش و قرمز طیف منعکس می‌شوند. قسمت شکمی بالها که وقتی حیوانات در حالت استراحت هستند قابل مشاهده است، درست مانند برگها به رنگ خاکستری مایل به قهوه ای به تصویر کشیده می شود، زیرا نزدیک به نقطه آکروماتیک هستند. اعتبار تصویر: Vasas et al., doi: 10.1371/journal.pbio.3002444.

برای رفع این محدودیت‌ها، محققان یک دوربین و سیستم نرم‌افزاری جدید توسعه دادند که فیلم‌هایی را با دید حیوانات از اجسام متحرک تحت شرایط نور طبیعی ضبط می‌کند.

این دوربین به طور همزمان در چهار کانال رنگی آبی، سبز، قرمز و UV فیلمبرداری می کند.

این داده‌ها را می‌توان به «واحدهای ادراکی» پردازش کرد تا بر اساس دانش موجود در مورد گیرنده‌های نوری در چشم‌های حیوانات، ویدیوی دقیقی از نحوه درک آن رنگ‌ها توسط حیوانات تولید شود.

دانشمندان این سیستم را با روش سنتی که از طیف سنجی استفاده می کند آزمایش کردند و دریافتند که سیستم جدید رنگ های درک شده را با دقت بیش از 92 درصد پیش بینی می کند.

این سیستم دوربین جدید، راه‌های جدیدی را برای تحقیقات به روی دانشمندان باز می‌کند و به فیلمسازان اجازه می‌دهد تا تصاویری پویا و دقیق از نحوه مشاهده حیوانات از جهان اطراف خود تولید کنند.

این سیستم از دوربین‌های تجاری موجود ساخته شده است که در یک محفظه ماژولار چاپ شده با چاپ سه بعدی قرار گرفته است و نرم‌افزار منبع باز در دسترس است و به سایر محققان اجازه می‌دهد در آینده از این فناوری استفاده کرده و بر اساس آن کار کنند.

دکتر هانلی گفت: «ما مدت‌هاست که مجذوب این بودیم که حیوانات جهان را چگونه می‌بینند.

«تکنیک‌های مدرن در بوم‌شناسی حسی به ما این امکان را می‌دهند که بفهمیم صحنه‌های ایستا چگونه ممکن است برای یک حیوان ظاهر شوند. با این حال، حیوانات اغلب در مورد اهداف متحرک تصمیمات حیاتی می گیرند (به عنوان مثال، تشخیص مواد غذایی، ارزیابی نمایش جفت بالقوه، و غیره).

ما ابزارهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را برای اکولوژیست‌ها و فیلمسازان معرفی می‌کنیم که می‌توانند رنگ‌های درک شده توسط حیوانات را در حرکت ثبت و نمایش دهند.»

کار این تیم در مجله PLoS Biology منتشر شد.

_____

V. Vasas و همکاران. 2024. ضبط ویدیوهای دید حیوانات از دنیای طبیعی با استفاده از سیستم دوربین و بسته نرم افزاری جدید. PLoS Biol 22 (1): e3002444; doi: 10.1371/journal.pbio.3002444



Source link

  • 0
  • 0

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *