Віртуальна реальність розкриває, як тварини бачать світ

Коли ви думаєте про ігри та доповнену реальність, ви, мабуть, уявляєте людей із гарнітурами VR, які уникають віртуальних куль або досліджують фантастичні ландшафти. Але зараз ця технологія використовується для чогось зовсім іншого – для вивчення поведінки маленьких істот, таких як мухи та краби.

Динаміка польоту

Цей новий підхід виник із бажання зрозуміти аеродинаміку літаючих комах разом з іншими загадковими способами поведінки тварин. Дослідження, проведене Університетом Фліндерса, знайомить нас з абсолютно новим способом спостереження за тим, як безхребетні реагують на віртуальні «світи», які можуть створювати сучасні авангардні технології розваг, спілкуються з ними та подорожують ними. Це дослідження може дати безцінне розуміння, яке стане поштовхом вперед у царині нових технологій, таких як авіація та точні пристрої.

Розробка технологій віртуальної реальності для тварин

Розробка цього унікального програмного забезпечення була спільним зусиллям кількох експертів з Університету Фліндерса в Західній Австралії у співпраці з дослідниками з Німеччини.

Серед ключових учасників — професор Карін Нордстрем, яка очолює лабораторію Hoverfly Motion Vision Lab, і її співдослідники, зокрема д-р Юрі Огава, д-р Річард Лейббрандт і Раймонд Аукар. Їх спільний досвід і відданість зробили можливим відкрити цю спеціально розроблену програмну платформу для дослідників у всьому світі.

Спостереження за тваринами у віртуальному світі

Доктор Огава, науковий співробітник відділу неврології в Інституті охорони здоров’я та медичних досліджень Фліндерса, пояснив, як їхня команда розробила комп’ютерні програми для створення захоплюючого досвіду віртуальної реальності для істот.

«Використовуючи машинне навчання та алгоритми комп’ютерного зору, ми могли спостерігати за тваринами та розшифровувати їхні дії: від мухи, яка намагається повернути ліворуч під час польоту, до краба-скрипаля, який ухиляється від віртуального птаха», — сказав доктор Огава.

Але це ще не все – програмне забезпечення також модифікує цифровий ландшафт для синхронізації з рухами тварин. Технології машинного навчання, які використовуються в цьому експерименті, вже руйнують різні галузі, від сільського господарства до медицини, архітектури та транспорту, як зазначив доктор Лейббрандт.

Новий майданчик для безхребетних

Поява віртуальної реальності для безхребетних почала розкривати нові методи вивчення поведінки тварин більш глибоко, ніж будь-коли раніше. Реймонд Аукар, випускник інформатики Університету Фліндерса, підкреслив важливість цього проекту.

«Останні два десятиліття стали свідками швидкого прогресу в іграх, штучному інтелекті, віртуальній реальності та високошвидкісних обчисленнях з використанням спеціального комп’ютерного обладнання у відеокартах», — сказав Аукар. «Сьогодні ці технології достатньо зрілі та доступні для роботи на споживчих комп’ютерних пристроях. Ця доступність дає можливість подивитися на поведінку тварин у середовищі, яке систематично контролюється, але є більш природним, ніж звичайний лабораторний експеримент».

Подолання розривів між дисциплінами

Перетин технологій і біології у вивченні поведінки тварин є яскравим прикладом міждисциплінарної співпраці. Об’єднуючи знання з таких галузей, як інформатика, нейронаука та біологія, дослідники можуть використовувати технологічні досягнення для поглиблення нашого розуміння біологічних процесів. Ця співпраця сприяє інноваціям і забезпечує більш комплексний підхід до вирішення проблем. Успіх проекту підкреслює важливість подолання розривів між різними сферами, що веде до абсолютно нових ідей і застосувань, які мають далекосяжні наслідки за межами безпосереднього вивчення поведінки безхребетних.

Віртуальна реальність для майбутніх досліджень тварин

Наслідки використання віртуальної реальності для вивчення поведінки тварин великі та багатообіцяючі. Цей найсучасніший підхід обіцяє змінити парадигми в екологічних і біологічних дослідженнях, дозволяючи вченим симулювати складні середовища та контролювати взаємодії в реальному часі. Майбутні дослідження можуть розширити застосування цих технологій до більшої кількості видів тварин, що потенційно революціонізує те, як ми вивчаємо дику природу та взаємодіємо з нею.

Крім того, цей інноваційний перетин має потенціал вплинути на інші технологічні досягнення, створивши прецедент для майбутніх зусиль, які об’єднають сфери технологій із природою, щоб розгадати заплутані таємниці світу природи. Такі досягнення мають на меті сприяти створенню більш стійких технологічних та екологічних систем, покращуючи наше розуміння та збереження біорізноманіття.

Віртуальна реальність для визначення поведінки тварин

Крім простого спостереження та кількісного визначення поведінки за допомогою віртуальної реальності, новий підхід дозволяє ідентифікувати візуальні тригери певної поведінки тварин. Інші дослідницькі групи вже почали проявляти інтерес до використання цієї революційної платформи.

Дослідники з нетерпінням чекають використання VR для глибшого вивчення процесів прийняття рішень комахами.

Щоб спростити експериментальний дизайн і зберігання даних, команда розробила зручний інтерфейс Unity Editor, який не потребує програмування. CAVE, проект із відкритим вихідним кодом від Hoverfly Motion Vision Lab, оптимізує процес встановлення Tethered Flight Arena. Цей новий віртуальний ігровий майданчик для комах та інших дрібних істот, можливо, починався як веселий експеримент, але його наслідки та потенціал не що інше, як захоплюючі. Дослідження опубліковано в журналі Methods in Ecology and Evolution.