به گزارش مدیاتی:پژوهشگران با توسعه یک سیستم دوربین پیشرفته، راهی نوآورانه برای مشاهده جهان از دید حیوانات ارائه کردهاند. این فناوری با شبیهسازی نحوه دریافت و پردازش نور در چشم گونههای مختلف، به انسانها اجازه میدهد رنگها، جزئیات و محیط اطراف را همانگونه که حیوانات میبینند تجربه کنند. اما این سیستم دقیقاً چگونه کار میکند و چه کاربردهایی در تحقیقات علمی و شناخت بهتر دنیای جانوران خواهد داشت؟
رازهای پنهان در چشم جانداران؛ دنیا از دید حیوانات چه شکلی است؟
تصور کنید دنیا را بدون رنگهای زنده یا حتی فراتر از آن، با رنگهایی ببینید که هیچ انسانی تا به حال تجربهشان نکرده است. اگرچه موجوداتی مانند «مارماهی دهانگرد اقیانوس آرام» یا «موشکور دماغستارهای» بدون نیاز به چشم و بینایی در تاریکی جهان خود حرکت میکنند، اما بیشتر جانداران به گونهای تکامل یافتهاند که نور و رنگ، زبان اصلی آنها برای ارتباط و بقا است.
حیوانات به کمک بینایی رنگی خود، رفتارهای شگفتانگیزی از نمایشهای باشکوه برای جفتگیری گرفته تا استتارهای پیچیده و حملههای هماهنگ را به نمایش میگذارند. در واقع، بسیاری از حیوانات بر اساس تواناییهای خاص چشم خود، یک زبان تصویری کاملاً منحصربهفرد دارند.
چرا حیوانات دنیا را متفاوت از ما میبینند؟
آنچه ما انسانها به عنوان «نور مرئی» میشناسیم، تنها بخش کوچکی از کل طیف الکترومغناطیسی است. چشمهای ما به کمک سلولهای گیرنده نور (سلولهای استوانهای و مخروطی) رنگها و مناظر را تفسیر میکنند. اما داستان در دنیای حیات وحش کاملاً متفاوت است.
تعداد و نوع این سلولها در چشم هر گونه جانوری فرق میکند:
میگوی مانتیس: سیستم بینایی فوقالعاده پیشرفتهای با تعداد بیشماری سلول مخروطی دارد.
سگها: سلولهای بینایی کمتری نسبت به انسان دارند و دنیا را با رنگهای محدودتری میبینند.
این تفاوتها باعث میشود که حیوانات جهان را به شکلی کاملاً متفاوت لمس کنند. حتی برخی موجودات مانند گوزنهای شمالی و عنکبوتهای جهنده میتوانند امواج فرابنفش (UV) را ببینند؛ یعنی تماشای فرکانسهایی از نور که برای چشم انسان کاملاً غیرممکن است.
قدم بزرگ دانشمندان برای تماشای جهان از چشم حیوانات
بسیاری از ما از خود پرسیدهایم که آیا دیگران هم دنیا را دقیقاً با همان رنگهایی میبینند که ما میبینیم؟ پاسخ به این سوال برای انسانها سخت است، اما دانشمندان به تازگی توانستهاند پنجرهای رو به تجربه بینایی حیوانات باز کنند. بر اساس گزارش مجله معتبر PLOS Biology، محققان به پیشرفتهای چشمگیری در بازسازی تصاویر از دریچه چشم گونههای دیگر دست یافتهاند.
در گذشته، دانشمندان با روشی به نام «عکاسی چند طیفی» اطلاعات نوری فراتر از دید انسان را ثبت و فیلتر میکردند تا تصویری تقریبی از دید حیوان به دست آورند. با این حال، این روش قدیمی محدودیتهای بزرگی داشت و تنها روی عکسهای ثابت و تحت شرایط نوری بسیار خاص جواب میداد.
تحولی در علم بینایی: به تازگی یک تیم خلاق از دانشمندان دانشگاههای جورج میسون، ساسکس و گوئلف موفق شدهاند سیستمی طراحی کنند که برخلاف روشهای قدیمی، میتواند تصاویر متحرک و ویدیوها را به شکل دید واقعی حیوانات بازسازی کند. این سیستم هوشمند، فاکتورهایی مثل حرکت، نورپردازی، بازتابها و حساسیت چشم حیوان را به طور همزمان پردازش میکند.
فناوری پیشرفته با تجهیزات معمولی و ارزانقیمت!
نکته شگفتانگیز اینجاست که این دستاورد بزرگ علمی نیازی به سختافزارهای گرانقیمت و سفارشی ندارد؛ بلکه با تجهیزات معمولی موجود در بازار ساخته شده است. دانشمندان برای این کار از قطعات زیر استفاده کردند:
دوربینهای معمولی سونی a6400
یک لنز قدیمی و استاندارد (80 میلیمتری EL-Nikkor)
یک بدنه اختصاصی که با پرینتر سهبعدی ساخته شده است
یک ابزار کلیدی به نام «پرتوشکن» (Beam Splitter)
این سیستم هوشمند چگونه کار میکند؟
هنگامی که نور وارد لنز میشود، پرتوشکن دورنگ، امواج را به دو بخش تقسیم میکند. نور فرابنفش (طول موجهای کوتاه کمتر از ۴۲۵ نانومتر) جدا شده و پس از عبور از یک فیلتر مخصوص، به دوربینی میرسد که برای ثبت امواج فرابنفش بهینهسازی شده است. از سوی دیگر، نور مرئی (طول موجهای بین ۴۲۵ تا ۷۲۰ نانومتر) به دوربین دوم هدایت میشود.
در نهایت، نرمافزار این دادههای تصویری را با ساختار و حساسیت شناختهشده چشم حیوانات مختلف مطابقت میدهد تا ویدیویی واقعی از آنچه آنها تجربه میکنند، خلق کند.
چرا این دستاورد اهمیت زیادی دارد؟
درک نحوه دید حیات وحش، پنجرههای جدیدی را در زیستشناسی باز میکند و به ما نشان میدهد که تغییرات نوری محیط چطور بر زندگی گونههای مختلف اثر میگذارد. علاوه بر کاربردهای علمی، این فناوری جذاب میتواند انقلابی در صنعت سینما و ساخت مستندهای حیات وحش ایجاد کند و به فیلمسازان اجازه دهد تا برای اولین بار، جهان را دقیقاً از زاویه دید واقعی یک پرنده، حشره یا پستاندار به تصویر بکشند.
