به راحتی می توان فراموش کرد که بیشتر حیوانات دنیا را آنگونه که انسان ها می بینند نمی بینند. در واقع، با دید مادون قرمز و فرابنفش، بسیاری از حیوانات دنیایی را تجربه می کنند که برای ما کاملاً نامرئی است.
با این حال، اکنون دانشمندان سخت افزار و نرم افزاری را توسعه داده اند که به شما امکان می دهد فیلم را طوری ثبت کنید که گویی از چشم حیواناتی مانند زنبورهای عسل و پرندگان گرفته شده است.
این نگاهی جذاب و آشکار به طبیعت و رفتار حیوانات است و محققان دانشگاه ساسکس و آزمایشگاه رنگ هانلی در دانشگاه جورج میسون بر این باورند که کاربردهای گسترده ای خواهد داشت. به این ترتیب، آنها این نرم‌افزار را متن‌باز ساخته‌اند و همه را از مستندسازان مستند طبیعت و دوستداران محیط‌زیست گرفته تا علاقه‌مندان به فضای باز و تماشاگران پرنده تشویق می‌کنند تا به بسیاری از واقعیت‌های بصری مختلف این حیوانات نگاه کنند.
دانیل هنلی، نویسنده ارشد این کتاب گفت: ما مدت هاست که مجذوب این بودیم که حیوانات چگونه جهان را می بینند. «تکنیک‌های مدرن در بوم‌شناسی حسی به ما این امکان را می‌دهند که استنباط کنیم که صحنه‌های ایستا ممکن است برای یک حیوان چگونه به نظر برسند. با این حال، حیوانات اغلب تصمیمات قاطعی در مورد اهداف متحرک می گیرند (تشخیص مواد غذایی، ارزیابی نمایش یک جفت بالقوه، و غیره). در اینجا ابزارهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را برای اکولوژیست‌ها و فیلم‌سازان ارائه می‌کنیم که می‌توانند رنگ‌های درک شده توسط حیوانات را در حرکت ثبت و نمایش دهند.»
رنگ، عمق و سایر قابلیت‌های بصری توسط آرایش گیرنده‌های نوری چشم ما و همچنین سایر سخت‌افزارهای بیولوژیکی مانند مخروط‌ها و میله‌های مونتاژ شده تعیین می‌شوند. حیواناتی مانند خفاش های خون آشام و پشه ها می توانند نور مادون قرمز (IR) را درک کنند، در حالی که پروانه ها و برخی پرندگان می توانند نور ماوراء بنفش (UV) را ببینند. هر دو خارج از طیف رنگی هستند که انسان می تواند ببیند.
به طور طبیعی، این امر درک کامل رفتار حیوانات و اینکه چگونه ممکن است ناخواسته بر توانایی آنها در برقراری ارتباط و یافتن غذا، سرپناه یا جفت تأثیر بگذاریم را برای انسان دشوار می کند. تا به حال، توانایی ما برای گرفتن دید آنها از طریق روش‌هایی مانند اسپکتروفتومتری زمان‌بر بود و به شرایط نوری خاص وابسته بود و قادر به ضبط تصاویر متحرک نبود.
و اینجاست که پیشرفت جدید محققان متفاوت است. محققان با زحمت، ابزاری را با استفاده از عکاسی چندطیفی ساختند که نور را در طول موج‌های مختلف، از جمله محدوده IR و UV می‌گیرد. دوربین فیلم را در چهار کانال رنگی – آبی، سبز، قرمز و UV – ضبط می‌کند که سپس بر اساس اطلاعاتی که در مورد گیرنده‌های چشمی آنها می‌دانیم، فیلم را طوری پردازش می‌کنند که گویی از چشم یک حیوان خاص است.
این تیم یک دستگاه پرینت سه بعدی قابل حمل ایجاد کردند که حاوی یک تقسیم کننده پرتو است که UV را از نور مرئی جدا می کند و هر کدام توسط یک دوربین اختصاصی گرفته شده است. دوربین حساس به اشعه ماوراء بنفش به خودی خود داده های قابل مشاهده را ضبط نمی کند، اما وقتی با دیگری جفت می شود، با هم فیلم با کیفیت بالا ضبط می کنند. الگوریتم ها فریم ها را تراز می کنند و تصاویر بصری را در منظر دید حیوانات مختلف ارائه می دهند. دقت متوسط آن 92 درصد بود، اما برخی از آزمایشات 99 درصد نتایج مثبت داشتند.
این سخت افزار به گونه ای طراحی شده است که برای دوربین های تجاری موجود باشد و محققان این نرم افزار را منبع باز ساخته اند، با این امید که دیگران ممکن است بخواهند آن را برای نیازهای خاص عکاسی حیات وحش خود تطبیق دهند.
اگرچه محدودیت‌هایی دارد – نمی‌تواند نور پلاریزه را بگیرد و نرخ فریم محدودی دارد، بنابراین برای گرفتن موجودات سریع تلاش می‌کند – بینش‌های منحصربه‌فردی را برای درک بهتر رفتار حیوانات ارائه می‌دهد و به ما کمک می‌کند تاثیر خود را بر دنیای طبیعی کاهش دهیم.
در مورد فیلم؟
این تیم یک نمونه موزه از a فیبیس فیله پروانه ای در رنگ های کاذب با صدای محدود گیرنده پرندگان (RNL). محققان خاطرنشان می کنند: “یکی دیگر از کاربردهای بالقوه مفید این سیستم، دیجیتالی کردن سریع نمونه های موزه است. این پروانه دارای رنگدانه و رنگ ساختاری UV است. رنگ های بنفش روشن مناطق عمدتاً منعکس کننده اشعه ماوراء بنفش را برجسته می کنند، در حالی که مناطقی که به رنگ بنفش ظاهر می شوند مقادیر مشابهی از UV را منعکس می کنند. نور و نور با طول موج بلند نمونه بر روی پایه نصب می شود و به آرامی می چرخد و نشان می دهد که چگونه رنگ های کمانی بسته به زاویه دید تغییر می کنند.
چگونه پرندگان پروانه ها را می بینند
نمایشی در برابر شکارچی کاترپیلار Apis (زنبور) بینایی.
محققان می‌گویند: «مخفی کردن و آشکار کردن نمایشگرها می‌تواند برای طیف‌سنجی و عکاسی استاندارد چندطیفی مشکل ایجاد کند. “در اینجا ما یک ویدیو از یک دم پرستو سیاه نشان می دهیم پاپیلو پلیکسن کاترپیلار اسمتری خود را نشان می دهد. ما این ویدئو را با رنگ‌های کاذب زنبور عسل نشان می‌دهیم، بنابراین عکس‌های کوانتومی UV، آبی و سبز به ترتیب آبی، سبز و قرمز ظاهر می‌شوند. اسمتریای زرد (انسانی) و همچنین لکه های زرد در پشت کاترپیلار بسیار منعکس کننده اشعه ماوراء بنفش هستند و زمانی که رنگ ها به رنگ های کاذب زنبور عسل تغییر می کنند بنفش به نظر می رسند (به عنوان پاسخ های قوی زنبور عسل حساس به UV و سبز- گیرنده های نوری حساس به ترتیب آبی و قرمز نشان داده می شوند). بسیاری از شکارچیان کاترپیلار UV را درک می کنند و بر این اساس این رنگ می تواند یک سیگنال آپوسماتیک موثر باشد.
زنبورها چگونه کرم ها را می بینند
زنبورها در جستجوی غذا و تعامل بر روی گل ها هستند Apis چشم انداز. این تیم خاطرنشان کرد: «سیستم دوربین قادر است رفتارهای طبیعی را در زمینه اصلی خود ثبت کند. این با سه کلیپ کوتاه نشان داده شده است که زنبورها را در حال جستجوی غذا (کلیپ اول و دوم) و مبارزه (کلیپ سوم) در محیط طبیعی خود نشان می دهد. فیلم ها با رنگ کاذب زنبور عسل نشان داده می شوند (به ترتیب پاسخ گیرنده نور UV، آبی و سبز زنبور را به صورت آبی، سبز و قرمز نشان می دهند).
زنبورها چگونه گل ها را می بینند – و زنبورهای دیگر
در نهایت، پر طاووس رنگین کمانی از چشم چهار حیوان مختلف. در این مورد، گونه خود، طاووس، به علاوه انسان، زنبور عسل و سگ.
این تیم توضیح داد: “سیستم دوربین می تواند رنگ های ساختاری وابسته به زاویه مانند رنگین کمانی را اندازه گیری کند.” “این در اینجا با ویدئویی از یک طاووس به شدت رنگین کمانی نشان داده شده است (پاوو کریستاتوس) پر. رنگ های این ویدیو نشان دهنده طاووس (A) است پاوو کریستاتوس رنگ کاذب، که در آن تله‌های کوانتومی آبی، سبز و قرمز به ترتیب به صورت آبی، سبز و قرمز نمایش داده می‌شوند و UV به صورت سرخابی پوشانده می‌شود. اگرچه به طور کلی شبیه به یک ویدیوی رنگی استاندارد است، اما رنگین ماوراء بنفش (که در ویدیو در حدود پنج ثانیه توضیح داده شده است) را می توان روی رگه های سبز-آبی تخمک (“نقطه چشم”) مشاهده کرد. رنگین کمانی اشعه ماوراء بنفش اضافی را می توان در اطراف محیط تخمک (بین دو نوار سبز بیرونی) مشاهده کرد. جالب توجه است که سرریز در طاووس ها بیشتر از (B) انسان ها (رنگ های استاندارد)، (C) زنبورهای عسل یا (D) سگ ها است.
چگونه حیوانات مختلف پرهای طاووس را می بینند
این مطالعه در مجله منتشر شد زیست شناسی PLOS.
منبع: دانشگاه ساسکس از طریق Scimex
