Επιστήμη

Επαναστατική εφεύρεση: Κάμερα δείχνει τα χρώματα που βλέπουν τα ζώα

NEWSROOM 24.01.2024 | 15:55

Ακούστε το άρθρο

Επιστήμονες ανακάλυψαν μία τεχνολογία που θα μας επιτρέψει να κοιτάξουμε μέσα από τα μάτια ενός ζώου καλύτερα από ποτέ. Η τεχνολογία χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό νέου υλικού και λογισμικού για την παραγωγή εικόνων και βίντεο που αναπαριστούν με ακρίβεια τα χρώματα που βλέπουν τα ζώα, τα έντομα όπως οι μέλισσες και τα πουλιά.

Σε νέα έρευνα, η ομάδα διαπίστωσε ότι η καινοτομία της σχεδόν ταιριάζει με την ακρίβεια των συμβατικών, αλλά πιο περιοριστικών, μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή της χρωματικής όρασης ενός ζώου.

Η ανθρώπινη όραση σίγουρα δεν είναι άθλια. Σε σύγκριση με τα περισσότερα άλλα ζώα, για παράδειγμα, βλέπουμε τα πράγματα με πολύ καλύτερη ευκρίνεια και λεπτομέρεια. Αλλά ορισμένα ζώα έχουν τις δικές τους μοναδικές οπτικές ικανότητες, όπως το να μπορούν να αντιλαμβάνονται μήκη κύματος φωτός που δεν είναι ορατά στο ανθρώπινο μάτι.

Μια ομάδα ερευνητών στο Ηνωμένο Βασίλειο και τις ΗΠΑ πιστεύει ότι ανέπτυξε μια πιο ευέλικτη και δυναμική τεχνική για τη μετάφραση της χρωματικής όρασης ενός ζώου στα μάτια μας. Πρόκειται να λειτουργήσει συνδυάζοντας τις υπάρχουσες μεθόδους φωτογράφησης με νέο υλικό και λογισμικό.

«Το σύστημα λειτουργεί με τον διαχωρισμό του φωτός μεταξύ δύο καμερών, όπου η μία κάμερα είναι ευαίσθητη στο υπεριώδες φως, ενώ η άλλη είναι ευαίσθητη στο ορατό φως. Αυτός ο διαχωρισμός του υπεριώδους από το ορατό φως επιτυγχάνεται με ένα κομμάτι οπτικού γυαλιού, που ονομάζεται διαχωριστής δέσμης.

Αυτό το οπτικό εξάρτημα αντανακλά το υπεριώδες φως με τρόπο που μοιάζει με καθρέφτη, αλλά επιτρέπει στο ορατό φως να περνά με τον ίδιο ακριβώς τρόπο που περνά το διαφανές γυαλί», δήλωσαν στο Gizmodo οι συγγραφείς της μελέτης, Daniel Hanley (αναπληρωτής καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο George Mason) και Vera Vasas (βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου). «Με αυτόν τον τρόπο το σύστημα μπορεί να συλλάβει ταυτόχρονα φως από τέσσερις διαφορετικές περιοχές μήκους κύματος: υπεριώδες, μπλε, πράσινο και κόκκινο».

Στη συνέχεια, το λογισμικό της ομάδας μετατρέπει τα δεδομένα που λαμβάνονται από τις κάμερες σε “αντιληπτικές μονάδες” που αντιστοιχούν στη γνωστή ευαισθησία των φωτοϋποδοχέων ενός ζώου. Από εκεί, μπορείτε να δημιουργήσετε εικόνες ή, για πρώτη φορά, πραγματικά ακριβή κινούμενα βίντεο των χρωμάτων που βλέπουν τα ζώα στον κόσμο, υποστηρίζουν οι επιστήμονες.

«Η ιδέα της καταγραφής σε υπεριώδη ακτινοβολία υπάρχει εδώ και πολύ καιρό, αλλά έχουν γίνει σχετικά λίγες προσπάθειες λόγω των τεχνικών δυσκολιών που συνεπάγεται. Είναι ενδιαφέρον ότι το πρώτο δημοσιευμένο βίντεο με υπεριώδη ακτινοβολία είναι από το 1969!. Η νέα μας προσέγγιση παρέχει έναν πολύτιμο βαθμό επιστημονικής ακρίβειας που επιτρέπει στα βίντεό μας να χρησιμοποιηθούν για επιστημονικούς σκοπούς» δήλωσαν οι Hanley και Vasas.

Είναι γαλανός ο ουρανός;

Ξεχάστε τον γαλανό ουρανό. Στον φωτεινό και καθαρό ουρανό κυριαρχεί το υπεριώδες φως. Οι άνθρωποι δεν μπορούν να δουν το υπεριώδες φως, αλλά πολλά πουλιά μπορούν. «Ο ουρανός των πουλιών θα είναι ουσιαστικά ένας υπεριώδης ουρανός», δήλωσε ο Daniel Hanley, αισθητηριακός οικολόγος στο Πανεπιστήμιο George Mason.

Στην εργασία τους που περιγράφει την τεχνολογία, η οποία δημοσιεύθηκε στο PLOS Biology, οι ερευνητές δοκίμασαν το σύστημα κάμερας για να μεταφράσουν τα χρώματα που βλέπουν οι μέλισσες και τα πουλιά που είναι ευαίσθητα στην υπεριώδη ακτινοβολία, σε αντικείμενα όπως οι πεταλούδες. Επίσης, συνέκριναν την απόδοση του συστήματος με εκείνη που λαμβάνεται από τη φασματοφωτομετρία, μια μέθοδος χρυσού προτύπου που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ψευδοχρωματικών εικόνων. Ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες, διαπίστωσαν ότι το σύστημά τους κυμαινόταν από 92% έως 99% ακρίβεια.

Η ομάδα έχει ήδη σχέδια να χρησιμοποιήσει τη νέα τεχνολογία της για τη βελτίωση μελλοντικών ντοκιμαντέρ για τη φύση. Το έργο τους έχει χρηματοδοτηθεί από την National Geographic Society και στην ομάδα συμμετέχει ο βραβευμένος φωτογράφος φύσης και κινηματογραφιστής, Neil Losin. Πιστεύουν επίσης ότι το σύστημα αυτό θα τους επιτρέψει να κάνουν νέες επιστημονικές ανακαλύψεις.

«Έχουμε μια σειρά από ιδέες που σχεδιάζουμε να εξετάσουμε με την κάμερά μας, αλλά τα πιο συναρπαστικά ερωτήματα θα είναι αυτά που δεν έχουμε ακόμη εξετάσει» τόνισαν οι Hanley και Vasas. «Μόλις τώρα που αρχίσαμε να τραβάμε βίντεο από τον φυσικό κόσμο, αρχίζουμε να βλέπουμε πόσες πληροφορίες υπάρχουν εκεί έξω».

Οι ερευνητές έχουν δύο λειτουργικά συστήματα και ετοιμάζονται να κατασκευάσουν ένα τρίτο, αλλά ελπίζουν επίσης ότι και άλλοι θα εμπνευστούν για να αναπαράγουν την τεχνολογία τους. Σημειώνουν ότι όλο το υλικό τους βασίζεται σε κάμερες και εξαρτήματα που είναι εύκολα διαθέσιμα στο εμπόριο, ενώ το λογισμικό τους είναι ανοιχτού κώδικα ώστε να τον μελετήσουν και να τον βελτιώσουν όσοι άνθρωποι ενδιαφέρονται.

«Τα κάναμε όλα ανοιχτής πρόσβασης ειδικά για να ενθαρρύνουμε την κοινότητα της έρευνας και του κινηματογράφου να προσαρμόσει και να βελτιώσει το σύστημα. Πιστεύουμε ότι αυτό θα επιταχύνει την ανάπτυξη, προς όφελος όλων» ανέφερε οι συγγραφείς της έρευνας.