Богомолы в 3D-очках, смотрящие странные абстрактные фильмы! Удивительный эксперимент помог ученым узнать, каким образом эти насекомые получают трехмерную картину мира. Результаты исследования улучшат машинное зрение роботов, которым надо оценивать расстояние, например, дронов. Но главное, благодаря эксперименту, мы теперь знаем, как эти насекомые с глазами навыкате выглядят в очках — очаровательно.
© Newcastle University
Эти плотоядные насекомые (а иногда и каннибалы) известны своей набожной позой и привычкой самок пожирать самца после спаривания. Богомолы также имеют необычный угол зрения: это единственное насекомое, которое может видеть мир в 3D, как и мы. Но выяснить, каким образом мозг этих существ оценивает расстояние, было достаточно сложно, так как невозможно просто попросить богомола описать, что он видит.
Поэтому ученые разработали то, что они называют 3D-кинотеатром для насекомых и 3D-очки для насекомых, чтобы проверить зрение богомолов. Они обнаружили, что мозг богомолов не замечает сбивающей с толку фоновой информации, чтобы оценить расстояние до движущейся цели.
Это полностью отличается от того, как наш собственный мозг оценивают расстояние до объекта. Чтобы создать 3D-восприятие из двухмерной картинки каждого глаза, человеческий мозг должен соединить оба изображения. Сравнивая, где две картинки совпадают и где различаются, мозг может подсчитать, что рядом, а что далеко. Но если изображения различаются слишком сильно — например, когда один глаз видит лес, а другой смотрит на машину на дороге, — процесс слияния ломается.
Чтобы выяснить, работает ли это таким же образом для богомолов, команда создала маленький 3D-кинотеатр для насекомых, который специализируется на фильмах, показывающих двигающиеся абстрактные узоры из точек. Одна из этих точек — под названием цель — предполагалась добычей для богомола. Если бы для насекомых двухмерный экран выглядел как трехмерный, они попытались бы поймать точку-цель. Чтобы выяснить, какие части картинки были ключевыми для трехмерного зрения богомолов, команда изменила узоры фона, чтобы попытаться создать или сломать иллюзию.
Богомолы должны были смотреть фильмы через 3D-очки с линзами различного цвета, которые показывают разные виды каждому глазу. Но заставить богомолов надеть очки было сложно. В отличие от людей, их уши не предназначены для удерживания очков (их единственное ухо находится в середине груди). Поэтому вместо этого исследователи должны были приклеить цветные линзы на лица богомолов нетоксичным клеем из пчелиного воска.
Команда обнаружила, что для богомолов детали фона не имели значения. Каждый глаз мог видеть совершенно разные виды: если оба глаза могли видеть добычу и если добыча двигалась, богомол мог оценить расстояние до нее.
Зрительная система богомолов специально настроена на движение, так как богомолы лежат в ожидании добычи. Поэтому маленьким мозгам богомолов эффективно игнорировать сбивающий с толку фон и сфокусироваться на том, что важно: когда появиться следующий «обед». Тот же самый способ поможет судить о расстоянии роботам, и команда разрабатывает вдохновленный богомолами алгоритм, чтобы улучшить машинное зрение.