สวมแว่นสามมิติให้ตั๊กแตนตำข้าว - National Geographic Thailand

สวมแว่นสามมิติให้ตั๊กแตนตำข้าว

สวมแว่นสามมิติให้ตั๊กแตนตำข้าว

ผลการศึกษาจากมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิลได้ให้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการมองเห็นภาพสามมิติของตั๊กแตนตำข้าว ในขณะที่ไพรเมต, แมว และนกฮูกเองล้วนถูกศึกษาวิจัยกันมาแล้ว แต่นี่เป็นครั้งแรกที่การมองเห็นของตั๊กแตนตำข้าวถูกเปิดเผย โดยทีมนักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าข้อมูลที่พวกเขาได้จะมีส่วนช่วยให้การพัฒนาวิสัยทัศน์การมองเห็นที่ดียิ่งขึ้นแก่หุ่นยนต์ในอนาคต

 

ความลึกของการมองเห็น

แม้โรงภาพยนตร์ของ Jenny Read จะไม่ได้ฉายหนังดังอย่างสตาร์วอร์ แต่ผลงานของเธอนั้นก็น่าภูมิใจในความแปลกแหวกแนว

นี่เป็นครั้งแรกที่ Read และทีมงานของเธอจากมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิลร่วมกันประดิษฐ์โรงภาพยนตร์สำหรับแมลงขึ้น โดยมีลูกค้าวีไอพีคือ ตั๊กแตนตำข้าวที่สวมแว่นตาสามมิติอันจิ๋ว

เป้าหมายของพวกเขาคือการยืนยันให้ได้ว่าแมลงอย่างตั๊กแตนตำข้าวก็มีความสามารถในการมองเห็นภาพสามมิติ โดยการทดลองครั้งนี้ถูกเผยแพร่ลงในวารสาร Scientific Reports

ในสัตว์ที่สามารถมองเห็นภาพสามมิติได้ พวกมันใช้ความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ ของวัตถุที่อยู่ตรงหน้า เพื่อหาว่าวัตถุนั้นๆ อยู่ห่างออกไปไกลแค่ไหน โดยความสามารถนี้มีในนกหลายชนิด “สำหรับแมลงแล้ว ความสามารถนี้ช่วยให้พวกมันสามารถกะระยะได้อย่างแม่นยำ” Simon Laughlin นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์กล่าว ซึ่งตัวเขาศึกษาเกี่ยวกับการมองเห็นในแมลงมานาน 45 ปี โดยการกะระยะในโลกของแมลงนั้นถือเป็นเรื่องสำคัญมากหากมันต้องการที่จะจับเหยื่อให้ได้ หรือหนีไห้รอดหากต้องตกเป็นเหยื่อเสียเอง

 

กลับสู่วิถีเดิม

เมื่อสามสิบปีก่อน Sam Rossel หนึ่งในนักศึกษาปริญญาเอกของ Laughlin ให้ข้อมูลการวิจัยบางอย่าง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ระบุว่าตั๊กแตนอาจมองเห็นภาพสามมิติได้ไม่ต่างจากมนุษย์

ในเวลานั้น ความคิดนี้ดูเป็นเรื่องแปลก เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์มองว่าดวงตาของแมลงนั้นแตกต่างจากดวงตาของมนุษย์มาก และวิสัยทัศน์การมองเห็นภาพสามมิติถูกมองว่าเป็นคุณสมบัติเฉพาะของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีดวงตาหันไปด้านหน้า วันเวลาผ่านไปความคิดดังกล่าวต้องถูกนำมาถกเถียงใหม่อีกครั้ง เมื่อมีการศึกษาวิจัยครั้งใหม่ในตั๊กแตนตำข้าวแอฟริกัน (Sphodromantis lineola)

 

โรงภาพยนตร์แมลง

ทีมวิจัยเริ่มต้นด้วยการประดิษฐ์แว่นสามมิติขนาดจิ๋ว ลักษณะเดียวกันกับแว่นสามมิติแบบเก่าที่ผู้คนใช้สำหรับชมภาพยนตร์สามมิติ

แต่เนื่องจากว่าตั๊กแตนตำข้าวไม่สามารถเห็นสีแดงได้ดีนัก ทีมวิจัยจึงเลือกใช้เลนส์สีฟ้าและเขียวแทน โดยพวกเขานำเลนส์ขนาดเล็กนี้ไปแปะไว้ที่หน้าผากของเจ้าตั๊กแตนด้วยขี้ผึ้งและเรซินชนิดหนึ่ง

จากนั้นพวกเขาจับเจ้าตั๊กแตนคว่ำลงที่ระยะห่าง 4 นิ้ว (10 เซนติเมตร) หน้าจอคอมพิวเตอร์เมื่อได้เวลาฉายภาพยนตร์ สิ่งที่ฉายให้พวกมันดูนั้นคือแผ่นดิสที่เลียนแบบท่าทางการเคลื่อนไหวของเหยื่อ “มันจะรู้สึกเหมือนกับว่ามีแมลงกำลังเคลื่อนไหวอยู่ตรงหน้ามัน” Read กล่าว

ฉะนั้นแล้วหากตั๊กแตนตำข้าวสามารถมองเห็นภาพสามมิติได้ มันจะโจมตีหากรู้สึกว่าสิ่งที่เป็น “เหยื่อ” นั้นเข้าใกล้มันในระยะ 0.8 นิ้ว (2 เซนติเมตร) ผลการทดลองถูกบันทึกไว้โดยทีมงานของ Read

แม้จะยังไม่ได้ตอนจบที่ชัดเจนแบบหนังฮอลลีวูด เนื่องจากการทดลองเกี่ยวกับการมองเห็นในแมลงเพิ่งจะเริ่มต้นขึ้นเท่านั้น และขณะนี้ Read เองยังไม่แน่ใจนักว่ากระบวนการมองเห็นภาพสามมิติของตั๊กแตนทำงานอย่างไร แต่เธอมุ่งมั่นที่จะหาคำตอบให้ได้

“แม้ฉันจะมีปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์” เธอกล่าว “แต่ถ้าคุณบอกฉันว่าวันหนึ่งจะได้ทำหนังให้แมลงดู ฉันก็ไม่เชื่อหรอกค่ะ”

เรื่อง Carrie Arnold

 

อ่านเพิ่มเติม

ทดลองให้ปลาไหลไฟฟ้าช็อต เพื่อวิทยาศาสตร์

เรื่องแนะนำ

บรรดาสัตว์เชื่องช้าเหล่านี้ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าความเร็วไม่ใช่ทุกอย่างของชีวิต

ในโลกของสัตว์ความเร็วไม่ใช่ทุกอย่างเสมอไป บรรดาสัตว์ที่เชื่องช้างุ่มง่ามเหล่านี้ได้วิวัฒนาการให้พวกมันเอาตัวรอดจากนักล่าได้อย่างน่าทึ่ง แม้จะปราศจากฝีเท้าที่ว่องไวก็ตาม

เทียบกันตาต่อตา

การจำลองภาพการมองเห็นของสัตว์อย่างสมบูรณ์แบบเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ แต่ช่างภาพของเราสร้างภาพให้ใกล้เคียงได้โดยใช้ชุดอุปกรณ์ของเขาผสมผสานข้อมูลจากห้องปฏิบัติการ เช่น ความหนาแน่นของตัวรับแสงและปฏิกิริยาต่อแสง จากภาพเปรียบเทียบนี้ ภาพด้านซ้ายคือการมองเห็นของมนุษย์ เทียบกับภาพด้านขวาแทนการมองเห็นของสัตว์ หนอนตัวแบน (พลานาเรีย) (Dugesia dorotocephala) ตาของหนอนตัวแบนประกอบด้วยเซลล์ ตัวรับแสงรูปทรงคล้ายถ้วยขนาดเล็กที่สามารถระบุได้ว่า แสงมาจากทิศทางใด หนอนจำเป็นต้องใช้เบาะแสนี้ในการระบุถิ่นอาศัยที่เหมาะสม ซึ่งต้องมีที่กำบังแสงอาทิตย์ แมงกะพรุนกล่อง (Tripedalia cystophora) แมงกะพรุนกล่องไม่มีสมองสำหรับแปลผลข้อมูล ที่ได้จากประสาทรับความรู้สึก แต่มันตอบสนองต่อภาพความคมชัดตํ่าแบบเรียบง่ายได้ ดวงตาที่มีเลนส์สี่ดวงมองขึ้นด้านบนเพื่อรับรู้ร่มเงาพืชชายเลนซึ่งเป็นบริเวณที่มีอาหารอุดมสมบูรณ์ ดวงตาที่มีเลนส์อีก สี่ดวงมองลงด้านล่างผ่านร่างกายโปร่งใสเพื่อช่วยให้มันหลบหลีกสิ่งกีดขวางด้านล่างได้ ผีเสื้อเหยี่ยวงวงช้าง (Deilephila elpenor) รูม่านตาขนาดใหญ่ของผีเสื้อเหยี่ยวงวงช้างเอื้อให้แสงปริมาณมากผ่านเข้าสู่ดวงตา ช่วยให้มันแยกแยะสีได้แม้แต่ในแสงสลัวของดวงดาวในคืนข้างแรม ดังนั้นผีเสื้อที่หากินในเวลากลางคืนและมีเครื่องนำทางชนิดนี้จึงสามารถเสาะหานํ้าต้อยในดอกไม้ ซึ่งมีสีสันที่มนุษย์มองไม่เห็นในเวลากลางคืนได้ แมว (Felis catus) ดวงตาของแมวบ้านมีเซลล์รูปแท่งที่ไวต่อสภาวะแสงน้อยดีกว่าของมนุษย์ และรูม่านตาแบบช่องเล็กยาวเปิดได้กว้างในความมืด ช่วยให้แมวล่าสัตว์ขนาดเล็กในเวลากลางคืนได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม ความที่มีเซลล์รูปกรวยที่ไวต่อสีน้อยกว่า แมวจึงแยกแยะสีเขียวกับสีแดงไม่ได้ นกอินทรีหัวล้าน (Haliaeetus leucocephalus) ถ้าอยากมองหาดวงตาที่มีความคมชัดสูงเป็นพิเศษ (2.5 เท่าของดวงตามนุษย์) ให้ดูนกอินทรีหัวล้าน เป็นตัวอย่าง ขณะที่จอตาของมนุษย์มีบริเวณที่มี ตัวรับแสงหนาแน่นอยู่บริเวณเดียว นกอินทรีมี สองบริเวณ ซึ่งช่วยให้มันเห็นตรงด้านหน้าและ ด้านข้างได้ในเวลาเดียวกัน […]

“The Dogist” หนึ่งวันชีวิตอัศจรรย์ของช่างภาพหมาเดินถนน

“ขอผมถ่ายรูปหมาคุณได้ไหม” เอไลอัส ไวสส์ ฟรีดมัน พูดซ้ำๆ กับเจ้าของหมาบนถนนในนิวยอร์ก  เขาหมอบลง บีบลูกบอลในมือ ทำเสียงเห่าปลอมๆ เจ้าหมาหันมามองอย่างฉงน โพสต์ท่าเหมือนหมามืออาชีพ และเขากดชัตเตอร์รัวๆ  ฟรีดมันต่างจากช่างภาพคนอื่นที่เดินเร่ไปตามถนนเพื่อถ่ายคน  เขาไม่เหมือน สก็อต ชูมันน์ ช่างภาพสตรีตแฟชั่นชื่อดังเจ้าของเว็บ The Sartorialist ที่คอยจับภาพคนแต่งตัวเก๋ๆ บนถนน และไม่สนใจชีวิตของผู้คนสามัญในนิวยอร์กอย่าง แบรนดอน สแตนตัน แห่ง Humans of New York เขาสนใจหมามากกว่าเจ้าของที่จูงมัน (ยกเว้นถ้าเห็นความพิเศษบางอย่าง)  ฟรีดมันอัปรูปบรรดาหมาๆ ที่เขาถ่ายมาลงเพจ The Dogist ที่มียอดผู้ติดตาม 1.7 ล้านไลก์  แต่ละโพสต์ เขาได้ 500 ไลก์ต่อนาที  และไม่เคยจ่ายเงินบูสต์โพสต์เลย  เขาบอกว่าไม่ต้องรอให้มีเงินเหลือเฟือก่อนค่อยออกเดินทางถ่ายภาพกับหมาๆ เพราะตอนนี้เขาทำมันอยู่  เมื่อสองปีก่อนตอนตกงาน เขาเริ่มออกถ่ายภาพหมาตามถนน ตอนที่ยังไม่มีใครรู้จักเขา แล้ววันหนึ่งเขาก็กลายมาเป็น The Dogist ที่ใครๆ ทักทาย นอกจากกล้องตัวใหญ่ ฟรีดมันสวมสนับเข่าทั้งสองข้างและพกลูกบอลกับขนมหมาก่อนออกจากบ้าน  […]