Ученые надели на богомола самые маленькие в мире 3D-очки

Богомолы могут стать прототипом новейших роботов и использоваться в уникальных миссиях

Все это стало возможным после исследований зрения насекомых, которое обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами живых существ. Богомолы имеют бинокулярное перекрытие в 70 градусов, их глаза расположены по краям треугольной головы, что значительно выделяет характеристики их зрения, сообщается на сайте Университета Ньюкасла.

Трехмерным зрением обладают и другие представители фауны: лошади, соколы, кошки, обезьяны, жабы… До 1983 года ученые считали, что беспозвоночные не обладают таким зрением: ведь их мозг чересчур мал и прост. В том же году Сэмюэл Россель из Университета Цюриха доказал обратное на примере богомола. Сегодня этим вопросом занимается Дженнифер Рид из Университета Ньюкасла в Великобритании, которая запустила специальную программу, рассчитанную на пятилетний срок изучения трехмерного зрения богомолов.

В своем исследовании ученые планируют выяснить, как богомолы могут пользоваться своим зрением – например, могут ли они различать предметы, закамуфлированные с помощью мимикрии.

Исследование выяснит, как маленький мозг богомола обрабатывает сложные трехмерные изображения. Мозг этого насекомого имеет лишь около миллиона нейронов по сравнению с десятками миллиардов в мозгу человека. «Крошечный мозг насекомых не мешает им с потрясающей эффективностью охотиться на добычу», – подчеркнула Дженнифер Рид. Данное исследование может привести к появлению более развитых 3D-технологий, которые сегодня используют алгоритмы, нуждающиеся в усовершенствовании.

Как ученые будут проводить эксперимент

Для эксперимента ученые разработали специальные микроскопические 3D-очки. Их прикрепят к голове богомола с помощью пчелиного воска. Затем, расположив богомола перед экраном монитора, исследователи запустят движущееся изображение, на которое насекомое должно будет отреагировать.

Для съемки ученые задействуют две высокоскоростные камеры, снимающие 1000 кадров в секунду. Запись активности богомола будет производиться с двух позиций: сбоку и снизу. Исследователи проведут автоматизированный сбор данных, а затем проанализируют весь эксперимент. Записи подвергнется и нервная активность насекомого: это сделают с помощью серебряных проволочных электродов, фиксирующих электрические всплески нейронов.

Трехмерное стекло для эксперимента является на самом деле круговыми поляризационными фильтрами, потому что глаза насекомых чувствительны к круговой, а не линейной поляризации. Эти фильтры такие же, как те, что используют для 3D-телевизоров и компьютерных мониторов.

Богомолы кажутся физически оптимизированными для трехмерного восприятия. Это во многом вдохновило некоторых ученых на создание новых технических разработок. Богомолы могут наклонять голову влево и вправо при рассмотрении предмета; вероятно, это как-то связано с восприятием глубины.

Все необходимое – в глазах

Глаза богомола непропорционально велики по сравнению с другими частями тела насекомого. Исследователи высказывают предположение о том, что в интерпретации и обработке трехмерных изображений могут быть задействованы сами глаза, а не мозг. Главный аналитик компании Enderle Group Роб Эндерле считает, что данное предположение ученых, скорее всего, справедливо. Если все обстоит действительно так, возникает еще ряд вариантов оснащения роботов 3D-зрением.

По словам доктора Вивек Нитьянанда, коллеги доктора Рид, возможно, методы распознавания объектов и реагирования на окружающий мир у человека и богомола различны. Это значительно изменило бы наше представление об алгоритмах, которые можно использовать в робототехнике, и помогло бы ускорить развитие новых концепций. Менее запутанный путь к 3D-зрению помог бы людям как в науке, так и в промышленности. Кроме того, данный эксперимент может открыть новые механизмы работы зрения живых существ.