Un fluture cu coadă de rândunică zebră care caută flori așa cum ar vedea o albină. (Credit: Vasas V, et al., 2024, PLOS Biology, CC-BY 4.0)
Oamenii de știință au combinat un nou sistem de camere cu un software open-source pentru a genera clipuri video uimitoare ale lumii așa cum o văd diferite animale, inclusiv culorile specifice pe care le percep.
De la roșuri mai intense până la dungi de ultraviolete, filmările arată diverse setări în și în jurul unui mediu de grădină, cu unele culori accentuate, iar altele estompate, în funcție de viziunea animalului care este emulată.
Clipul arată un fluture cu coadă de rândunică zebră (Protographium marcellus) cautând flori ca o albină (Apis mellifera) l-ar vedea. Oamenii de știință au publicat în total 12 videoclipuri care arată cum păsările, albinele, șoarecii și câinii văd lumea.
Pentru a produce videoclipurile, cercetătorii au instalat camere pentru a captura imagini brute și ulterior au aplicat software de post-procesare pentru a prezice culorile percepute la diferite specii. Această metodă, pe care au subliniat-o într-o lucrare publicată pe 23 ianuarie în jurnal PLOS Biologieare o precizie de 92% pe baza testării împotriva tehnicilor convenționale de spectrofotometrie.
„Suntem de multă vreme fascinați de felul în care animalele văd lumea.” Daniel Hanleyautor principal al studiului și profesor asistent de biologie la Universitatea George Mason din Virginia, a declarat într-un afirmație. „Tehnicile moderne în ecologia senzorială ne permit să deducem modul în care scenele statice ar putea apărea unui animal; totuși, animalele iau adesea decizii cruciale cu privire la ținte în mișcare (de exemplu, detectarea alimentelor, evaluarea afișajului unui potențial partener etc.). Aici, prezentăm instrumente hardware și software pentru ecologisti și realizatori de film care pot captura și afișa culorile percepute de animale în mișcare.”
Legate de: Vedeți 15 ochi nebuni de animale – pupile dreptunghiulare până la culori sălbatice
Speciile văd lumea diferit, în parte datorită fotoreceptorilor din ochi și arhitecturii neuronale a creierului lor. Ochii câinilor, de exemplu, sunt structurate similar persoanelor cu daltonism roșu-verde. Între timp, insectele precum albinele pot vedea lumina ultravioletă, au spus oamenii de știință în lucrarea lor.
Pentru a înțelege mai bine cum văd animalele lumea, cercetătorii au conceput diverse metode pentru a reproduce cu acuratețe culorile pe care le văd animalele, dar aceste tehnici au fost capabile doar să genereze imagini statice.
Spectrofotometria, de exemplu, funcționează prin utilizarea luminii reflectate de obiect pentru a estima ce captează fotoreceptorii animalelor. Aceste metode au produs până acum doar imagini statice, nu pot deduce informații spațiale și sunt foarte consumatoare de timp, au spus oamenii de știință. Între timp, fotografia multispectrală, care se bazează pe realizarea unei serii de fotografii în mai multe intervale de lungimi de undă, schimbă precizia cu mai multe informații spațiale – dar această metodă funcționează numai pe obiecte nemișcate.
Pentru a ocoli aceste limitări, cercetătorii au creat acest nou sistem achiziționând camere Sony a6400 disponibile comercial și configurându-le să înregistreze în patru canale de culoare – roșu, verde, albastru și ultraviolet – simultan.
Apoi, au fixat camerele pe o structură imprimată 3D, care cuprinde diverse piese de echipament fotografic, inclusiv o cușcă modulară, suporturi pentru o oglindă de separare a fasciculului și deflectoare conice (care reduc la minimum scurgerea de lumină către cameră).
Acesta a fost primul pas într-o conductă care a început cu capturarea imaginilor brute și s-a încheiat cu redarea clipurilor terminate. Pentru a reda videoclipul în culori percepute de animale, cercetătorii au aplicat software-ul video2vision — un set de funcții de transformare — la materialul brut. Apoi, au procesat datele în „unități de percepție”, asemănătoare filtrelor foto, și le-au ajustat pe fiecare pe baza cunoștințelor noastre existente despre fotoreceptorii speciilor respective pentru a prezice cu exactitate ce ar putea vedea fiecare animal.
Oamenii de știință și realizatorii de film care studiază animalele pot folosi această configurație pentru a captura și procesa propriile imagini, au spus cercetătorii. În special, vizionarea imaginilor cu aceste filtre de viziune animală aplicate ne poate spune mai multe despre modul în care anumite specii interacționează cu mediul lor și răspund la stimuli.