در طبیعت، حیوانات باید با شناسایی اهداف متحرک تصمیمات حیاتی بگیرند. طبیعتاً بقای حیوانات تا حد زیادی به یافتن طعمه و جفت بستگی دارد و چشمان آنها رنگ های موجود در طبیعت را به گونه ای دیگر درک می کند.
یافتن اینکه حیوانات چگونه دنیا را می بینند و دنیا را از دید آنها می بینند همیشه یک چالش بوده است، اما یک سیستم دوربین طراحی شده توسط دانشمندان دانشگاه ساسکس در انگلستان و دانشگاه جورج میسون در ویرجینیا می تواند به اکولوژیست ها و فیلمسازان در ساختن فیلم کمک کند. به تصویر کشیدن رنگ هایی که حیوانات مختلف در محیط طبیعی خود می بینند.
دنیای متفاوت حیوانات و انسان ها
لازم به ذکر است که گیرنده های مختلف نور در چشم ها می توانند بر نحوه درک ما از جهان اطراف تأثیر بگذارند. حیواناتی مانند زنبورها، آهو و برخی از پرندگان توانایی دیدن اشعه ماوراء بنفش (UV) را دارند، چیزی که چشم انسان نمی تواند. اما با بازآفرینی رنگهایی که میدانیم حیوانات میتوانند ببینند، دانشمندان میتوانند درباره نحوه ارتباط این حیوانات و حرکت در جهان اطرافشان اطلاعات بیشتری کسب کنند.
دانیل هانلی، یکی از نویسندگان مقاله و بوم شناس حسی در دانشگاه جورج میسون، می گوید: “به عنوان اکولوژیست های حسی، ما علاقه مند به درک چگونگی درک حیوانات از رنگ ها در طبیعت هستیم. تکنیک های سنتی برای اندازه گیری این رنگ ها اغلب تنها بخشی از جامعه علمی ابزار کافی برای مطالعه رنگها در حرکت ندارد. ما اکنون این سیستم دوربین را برای ارائه راهحلی برای این مشکل طراحی کردهایم و اکنون میتوانیم سیگنالهای رنگی را دقیقاً همانطور که در طبیعت ظاهر میشوند ضبط کنیم.
دوربین چگونه کار می کند؟
سیستم دوربین جدید مبتنی بر تکنیک فعلی به نام اسپکتروفتومتری است که تصاویری را در محدودههای طول موج خاصی که معمولا فراتر از آنچه انسان میتواند ببیند، میگیرد. با این حال، استفاده از این روشها ممکن است زمانبر باشد، رنگهای کاذب تولید کند، نیاز به شرایط نوری خاصی داشته باشد و در عین حال همیشه امکان عکاسی از چیزی که در حال حرکت است وجود ندارد.
برای غلبه بر این محدودیتها، اعضای تیم یک دوربین و سیستم نرمافزاری توسعه دادند که فیلمهایی را با دید حیوانات از اجسام متحرک تحت شرایط نور طبیعی ضبط میکند. هانلی ادامه داد: این سیستم حول دو دوربین مجزا ساخته شده است؛ جایی که نور به طور همزمان به یک دوربین حساس به UV و یک دوربین استاندارد حساس به نور مرئی انسان تقسیم می شود.
یکی از این دوربین ها به طور همزمان در چهار کانال رنگی مختلف آبی، سبز، قرمز و UV فیلمبرداری می کند. این دادهها سپس با استفاده از یک زبان برنامهنویسی معروف به نام پایتون به واحدهای ادراکی پردازش میشوند و بر اساس آنچه زیستشناسان در مورد گیرندههای نوری در چشم حیوانات میدانند، ویدیوی دقیقتری از نحوه درک حیوانات از این رنگها ایجاد میکند. اعضای تیم سیستم دوربین جدید را با روشهای اسپکتروفتومتری سنتی آزمایش کردند و دریافتند که سیستم جدید آنها رنگهای درک شده را با دقت بیش از 92 درصد پیشبینی میکند.
هانلی ادامه داد: “ما در طول پروژه با شگفتی های زیادی روبرو شدیم. آنچه بیش از همه تعجب آور بود این بود که چقدر ابرها می توانند روی رنگ های درک شده تأثیر بگذارند. ما قبلاً توجه زیادی به این تغییرات نداشتیم، اما توجه ما به این موضوع جلب شد.»
این سیستم با استفاده از دوربین های تجاری موجود در بازار ساخته شده و در بدنه مدولار چاپ شده با پرینت سه بعدی قرار می گیرد. نرم افزاری که اعضای این تیم طراحی کرده اند نیز یک نرم افزار متن باز است. در نتیجه سایر محققان نیز می توانند در آینده از این فناوری استفاده کنند.
هانلی در پایان گفت: “ما قصد داریم سیستم دوربین را تا حد امکان گسترده کنیم.” ما در حال حاضر در حال بررسی طیف گسترده ای از کاربردها، از تاریخ طبیعی گرفته تا حفاظت هستیم، و امیدواریم که از طریق مشارکت جامعه، طرح های ما بهبود یابد و مشاهدات جدید زیادی در مورد رنگ در طبیعت جمع آوری کند.”