Новый тип 3D-зрения обнаружен у богомолов

Миниатюрные 3D-очки помогли обнаружить у богомолов ранее неизвестную форму стереозрения, которая может упростить системы компьютерного зрения для роботов.

Исследователи из Университета Ньюкасла (Великобритания), опубликовавшие работу в Current Biology, выяснили, что 3D-зрение богомолов работает иначе, чем все известные биологические формы стереозрения.

Стереозрение помогает определять расстояние до объектов. Каждый глаз видит немного разную картину, а мозг объединяет эти два изображения, используя различия между ними для оценки дистанции.

Помимо людей, стереозрением обладают обезьяны, кошки, лошади, совы и жабы. Богомол — единственное известное насекомое с такой способностью.

Исследование с 3D-очками

Команда из Института нейронаук Университета Ньюкасла (при поддержке Leverhulme Trust) исследовала, работает ли 3D-зрение богомолов так же, как у людей.

Для этого они создали специальные 3D-очки для насекомых, которые временно приклеивали воском. В «кинотеатре» богомолам показывали видео с движущейся добычей, создавая иллюзию её присутствия. Иллюзия была настолько убедительной, что насекомые пытались схватить «добычу».

Учёные использовали не только простые видео, но и сложные точечные паттерны, применяемые для изучения человеческого 3D-зрения. Это позволило впервые сравнить стереозрение человека и насекомого.

Люди отлично видят 3D на статичных изображениях, сопоставляя детали картинки от каждого глаза. Богомолы же атакуют только движущуюся добычу, поэтому их 3D-зрению не нужно работать со статикой. Команда обнаружила, что богомолы игнорируют детали изображения, а фокусируются только на областях, где картинка меняется.

Это делает 3D-зрение богомолов очень устойчивым. Даже когда учёные делали изображения для двух глаз совершенно разными, богомолы всё равно могли сопоставить изменяющиеся области — даже в тех случаях, когда люди этого не могли.

«Это совершенно новая форма 3D-зрения, основанная на изменениях во времени, а не на статичных изображениях», — говорит поведенческий эколог доктор Вивек Нитьянанда. — «У богомолов оно, вероятно, предназначено для ответа на вопрос: "Находится ли добыча на правильном расстоянии, чтобы я мог её поймать?"»

В рамках исследования студент-инженер также разработал электронную «руку» богомола, имитирующую характерный удар насекомого.

Доктор Гайс Тараунех из Школы инженерии добавляет: «Многие роботы используют стереозрение для навигации, но обычно оно основано на сложном человеческом стереозрении. Поскольку мозг насекомых очень мал, их форма стереозрения не должна требовать больших вычислительных мощностей. Это может найти применение в маломощных автономных роботах».