新しいカメラは、動物が見ることができるのと同じ色で写真を撮ります。 •Earth.com

新しいカメラシステム技術は、生態学者や映画製作者が自然の生息地のさまざまな動物の色認識を理解し視覚化する方法を変える予定です。

この研究はVera Vasasが主導した。 西シックス大学イギリスとハンリーカラーラボの同僚 ジョージメイソン大学私たちを。

動物が色を認識する方法

伝統的に、さまざまな種のユニークな視覚的世界は人間にとって一般的に謎のままです。 ミツバチや一部の動物など多くの動物 鳥、 紫外線などの人間の能力を超えた色を検出します。

この違いは、目のさまざまな光受容体に由来します。 これらの色認識を理解することは、動物のコミュニケーションとナビゲーションに関する洞察を得るために重要です。

仮装イメージングは​​この世界を垣間見る機会を提供しましたが、時間集約的なプロセス、特定の照明要件、動きをキャプチャできないなどの制限によって妨げられました。

これらの問題を解決するために、研究チームは自然光条件下でビデオを録画および処理するための最先端のカメラとソフトウェアシステムを開発しました。

カメラは動物のように色を見ます。

この画像に見られるように、システムは青、緑、赤、紫外線の4つの色チャンネルで記録されます。 その後、このデータを「知覚単位」に変換します。 つまり、既知の光受容体データに基づいて動物の視覚を複製する形式に変換する。

驚くべきことに、従来の分光光度法と比較して、この新しいシステムは動物が認識する色を予測するために92％以上の精度を誇ります。

この革新は科学研究に前例のない道を開きます。 これは、科学者に次のようなダイナミックでカラフルな世界を探索するためのツールを提供します。 様々な種。

さらに、映画製作者は今、作品の動物の視覚をより正確かつ魅力的に表現することができます。

このシステムの実用性は、モジュラー3Dプリントハウジングに組み込まれた使いやすい商用カメラで構成され、さらに向上します。

また、同梱されているソフトウェアはオープンソースなので、研究コミュニティ内でさらなる開発と適用が可能です。

たとえば、この画像では、カメラは青い森の中のオウムをキャプチャしますが、この美しい自然の風景が表示されます。 まるで鳥の目を通して見るように。

人間と動物の隙間を埋める

上級著者Daniel Hanleyは、プロジェクトの重要性を説得力のある要約にまとめています。

「私たちは長い間動物が世界を見る方法に魅了されてきました。 感覚生態学の現代技術により、私たちは動物の観点から静的なシーンを推論することができました。 しかし、食べ物の検索やペアの選択などの活動にとって重要な動くオブジェクトの認識を理解することは依然として困難です。」とHanleyは説明しました。

「私たちの開発は、生態学者や映画製作者が動物が認識する色を正確に捉えて表示することができるツールを導入し、動物の行動と認識の研究にかなりの進歩をもたらしました」と結論しました。

要約すると、 先駆的なカメラシステム これは技術的革新を意味するだけでなく、動物界に対する理解の新しい章を開き、動物の目を通して世界を体験することに近づくことを可能にします。

新しいカメラは動物が色を見る方法を示しています

鳥の視野に見える北部の真似（Mimus polyglottos）

このビデオでは、北部の真珠の2匹の鳥が木の上から鳥の色で相互作用するように見えます。 具体的には、映像では青、緑、赤の量子キャッチがそれぞれ青、緑、赤で表示され、紫外線量子キャッチはマゼンタでオーバーレイされます。

80mmレンズは遠くの被写体を撮影するようには設計されていませんが、システムは鳥が見る画像をうまくキャプチャし、羽の「鳥の白」（スペクトルの可視部分を通るUV反射）パッチを表示します。

これはまた、より短い波長が増加したレイリー散乱を受けるので、空は主に紫外線色（すなわちマゼンタ色で表される）として現れることを示している。 したがって、空は私たちの目に青く見えるかもしれませんが、他の多くの生物にとっては紫外線に見えるかもしれません。

ここでビデオを見る…

4つの動物の目を通して見た虹色の孔雀の羽。

カメラシステムは、虹色などの角度に応じた構造色を測定できます。 これは非常に虹色の孔雀のビデオを通してここに説明されています（孔雀クリスタトス）羽。

このビデオの色は（A）孔雀を表します。 孔雀クリスタトス 青、緑、赤の量子キャッチがそれぞれ青、緑、赤で表示され、紫外線がマゼンタで重なる仮色です。

興味深いことに、虹色は（B）人間（標準色）、（C）ミツバチ、または（D）犬よりも孔雀にとってより顕著です。

ここで全体の映像を視聴してください…

幼虫の捕食者防止ディスプレイ アフィス ビジョン。

この画像は黒い虎蝶を示しています パフィリオポリセン osmeteriaを表示する幼虫。 科学者たちは、UV、青、緑の量子キャプチャがそれぞれ青、緑、赤で表示されるように、蜂の色でこのビデオを説明します。

（人間の）黄色のosmeteriaと幼虫などに沿って黄色の斑点はすべてUVで強く反射され、色がミツバチの偽の色に変わるとフクシアとして表示されます（ミツバチのUVに敏感な光受容体と緑に敏感な光受容体強い反応のため）それぞれ青と赤で表示されます。）

多くの幼虫捕食者は紫外線を検出するので、これらの着色は効果的な脂肪シグナルになる可能性があります。

ここで全体の映像を視聴してください…

動物、カメラ、色覚に関する追加情報

上記で議論したように、動物が色を認識する方法は、人間の視点を超えた世界への魅惑的な旅です。 人間とは異なり、多くの動物は私たちがほとんど想像できないスペクトルの色を見ます。

人間は通常、赤、緑、青の3つの基本色を認識します。 しかし、これは動物界のカラースペクトルの一部にすぎません。

例えば、蜂と鳥は私たちに見えない紫外線を見ることができます。 この能力は、獲物を探し、環境を探索するのに役立ち、生存に重要な役割を果たします。

人間の認識を超えて

知られている最も複雑な視覚システムの1つを持つ海洋生物であるカマキリエビを例に挙げてみましょう。

偏光した光を感知でき、色を担う光水用細胞が12～16個あります（ヒトは3個あり）。

この素晴らしい視力は、複雑な水中の世界で獲物、捕食者、ペアを見つけるのに役立ちます。

動物の色覚は単に様々な色を見ることではありません。 それは生存についてです。 例えば、いくつかのヘビは赤外線視野を使用して、暗闇の中で温血餌を狩ります。

一方、トナカイは紫外線の視覚を使用して、雪が降り、反射する風景の中で捕食者を見つけます。 これは過酷な気候で生き残るための重要な技術です。

洞察力を得る人間

進化はこれらのさまざまな色覚で重要な役割を果たします。 動物たちは、環境ニーズと生存の難しさに応じてユニークな色覚能力を発展させてきました。

この進化の過程により、動物界全体にわたって豊富な視覚能力が生まれました。

今日の技術の発展により、人間は動物が世界を見る方法を理解し視覚化し始めました。

この理解は、自然の複雑さに対する私たちの意識を深めるだけでなく、生態学、行動研究、さらには自然の創造性からインスピレーションを得た技術設計においても新しい道を開きます。

要約すると、動物の色覚の世界は鮮やかで複雑で、人間の能力をはるかに超えた万華鏡を提供します。

これらの視点を探求し理解し続けると、私たちは自然界とその中に生息するさまざまな生き物についてより深い理解を得ます。

全体の研究はジャーナルに掲載されました。 PLoS生物学。

自然の中でカメラがどのように機能するかを示す動画の場合、 ここをクリックしてください。

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