Стрекозы научат роботов прогнозировать полет цели

Человек, хоть он и считает себя венцом эволюции, мог бы научиться очень многому, изучая физическое строение и способности животных, птиц и даже насекомых. Полученные знания могут быть в дальнейшем применены для создания разнообразных технических устройств и приборов.

Биологам давно уже было известно, что млекопитающие могут отслеживать траекторию движущихся объектов и прогнозировать, куда они направятся.

Исследователи из Университета Аделаиды (Австралия) и Лундского университета (Швеция) обнаружили, что стрекозы также способны избирательно отслеживать полет потенциальной добычи и мозг их прогнозирует ее дальнейшее перемещение. Именно поэтому стрекозы являются прекрасными охотниками — выбрав жертву они практически всегда точно настигают ее.

Особенности зрения стрекоз, их точную фокусировку на цели и прогнозирование дальнейшего движения объекта ученые собираются использовать для усовершенствования технического зрения роботов, которые смогут решать самые разные практические, научные и военные задачи.

И надо признать, что если бы человек создал робота, который хотя бы на тысячную долю обладал всеми уникальными возможностями стрекозы, то это было бы фантастическое, эффективное и опасное устройство.

Так какими же уникальными способностями обладает стрекоза?

Глаз стрекозы — это потрясающее чудо природы. Это нам только кажется, что у стрекозы два огромных круглых глаза — на самом деле каждый из них состоит из нескольких десятков тысяч крошечных органов зрения — фасеток. Каждая фасетка смотрит независимо от других, и в целом у насекомого получается огромный панорамный обзор.

Фасетки имеют конусообразное строение с широкой видимой гранью (омматидий), а узкие части фасеток собираются в единое целое в глубине глаза. Каждая грань  создает свой собственный образ, а мозг стрекозы с помощью визуальных нейронов обобщает тысячи изображений в одну картину.

Но и это еще не все! Помимо двух сложных фасеточных глаз стрекоза имеет на своем темени еще три добавочных глаза, имеющих одну линзу. Стрекоза ПЯТИГЛАЗАЯ!!!

Два сложных фасеточных и три простых глаза позволяют стрекозе получать практически круговой обзор.

Хрусталик в глазу человека видит изображение перевернутым, а мозг затем обрабатывает информацию. Глаз стрекозы видит сразу прямое изображение.

Изучив глаза стрекозы под микроскопом, ученые выяснили, что верхние фасетки у нее имеют наибольший размер и видят монохромные цвета — белый и черный.  Более мелкие нижние фасетки различают разные цвета. Кроме того, в отличие от человека, стрекоза способна видеть и в ультрафиолетовом диапазоне спектра. 

Заприметив жертву, драконовая муха (от англ. dragonfly) следит за черной точкой на светлом фоне неба. Затем, совершая свой знаменитый маневр перехвата, стрекоза поднимается над своей добычей и ей нужно хорошо ее видеть на фоне земли и растительности. В этот момент в работу включаются нижние глазки, которые различают цвета.

Имея зрение в 360 градусов, стрекоза может спастись от нападения сзади, тогда как для многих насекомых оно стало бы смертельным: эта зона недоступна для их зрения.

Стрекозы пользуются преимуществами своего зрения: во время охоты они нападают сзади и снизу – оттуда, откуда жертва не может их увидеть. Стрекозы не имеют темных пятен в зрении («слепая зона» в камерах видеонаблюдения), поэтому их невозможно поймать.

Также ученые обнаружили, что глаз стрекозы различает мерцание света — таким образом хищница замечает быструю вибрацию крылышек своих жертв и переходит в нападение, поджидая жертву и прогнозируя ее дальнейшее перемещение.

Дальность зрения у стрекозы небольшая — всего около 8 метров. Но ей этого достаточно.

Помимо уникальных способностей фасеточного зрения, стрекоза является единственным насекомым в мире, обладающим невероятным контролем своих крыльев. 

Стрекозы могут двигать крыльями поочерёдно и в любой последовательности. Одним из наиболее отличительных характеристик стрекоз является то, как работают их крылья. Их четыре крыла работают независимо друг от друга, позволяя стрекозе двигаться в воздухе, наподобие вертолёта — они могут зависать, лететь вперёд, назад и вбок и мгновенно изменять направление полёта, если им это нужно.

Стрекозы обладают большой маневренностью и скоростью полета до 100 км/час.

На крыльях стрекозы есть небольшие утолщения, которые называются крыловыми глазками. Такие же конструкции на самолетах придумали и авиационные конструкторы. Эта деталь помогает избежать колебания крыльев и их поломки во время полета. 

Делая незначительные движения каждым крылом стрекоза быстро корректирует свое положение, точно целится и замирает прямо на пути летящей к своей гибели жертвы. Стрекозы в мире насекомых – самые опасные убийцы.

Стрекозы невероятно эффективны: в 95% случаев они захватывают свою добычу. Для сравнения, акулы, одни из самых яростных и ловких хищников в природе, ухитряются ловить только половину той добычи, на которую охотятся.

Стрекоза считается самым прожорливым хищником среди насекомых на планете. Энтомологи  подсчитали, что за два часа она съедает более 40 мух. 

Челюсти стрекозы могут открываться на ширину, равную высоте ее головы, это позволяет ей есть буквально все, что соответствует этому размеру, и чаще всего стрекозы поедают свою добычу в воздухе, даже не приземляясь. 

Интересен факт того, что стрекоза не выслеживает и не гоняется за насекомыми, а перехватывает их, «рассчитывая» траекторию движения жертвы. Добычей становятся бабочки, комары, мухи — это то, чем питаются стрекозы ежедневно.

Стрекозы умеют рассчитывать во время охоты 3 вещи: расстояние до добычи, направление ее движения и скорость полета. За доли секунд стрекоза вычисляет угол подлета и ждет, когда несчастная жертва попадется прямо в ее смертельные когтистые лапы.

Пойманное насекомое сначала обезвреживается. Для этого стрекоза обхватывает его передними лапками, чтобы лишить возможности двигаться. Затем у жертвы отрываются крылья. Беспомощное насекомое попадает в ротовой аппарат хищницы, где при помощи мощных грызущих органов пища измельчается до состояния кашицы, а затем происходит дальнейшее ее переваривание. После проглатывания добычи стрекоза вновь начинает охоту за насекомыми. Хищница очень редко отдыхает.

В отличие от всех других насекомых, нервная система стрекозы еще и обладает многозадачностью (понятное дело, компьютеры тоже подсмотрели у стрекоз в голове!)

Стрекозы способны мгновенно переключаться с одного объекта на другой по своему желанию. Стрекоза, которой вживили нано-электрод, сначала была сосредоточена на одном объекте,  затем переключилась на другой, потом вернулась к первому, ничего не теряя из виду. Эта избирательная концентрация внимания позволяет стрекозам сосредотачиваться на одной цели, при этом имея информацию об остальной части роя, избегая столкновения и выбирая себе жертву «по вкусу.»

Все эти фантастические способности развились у стрекоз в процессе эволюции за многие тысячелетия для наилучшей выживаемости вида.

Cтрекоза – одно из древнейших насекомых на нашей планете, ее останки найдены в отложениях каменного угля времён юрского периода. Эти изящные и невероятно ловкие и маневренные насекомые не только выжили, но и распространились по всем частям света.

Ученым известно 6 650 видов стрекоз, причем десятая часть из них — ископаемые виды. 

Особым уважением стрекозы пользуются у японцев, они считаются символом воинственной отваги. Стрекоз даже приносили в жертву богам, прося победы. Островом Стрекоз, согласно легенде, был назван остров Хонсю. А стрекоза томбо, символизирующая в Японии храбрость, приносит счастье и удачу. Но что парадоксально, японцы считают стрекозу также символом безответственности и ненадежности (помните «попрыгунья-стрекоза»). Ей посвящены множество хокку.

Над ручьем весь день,
Ловит, ловит стрекоза,
Собственную тень. (Тиё )

***

О стрекоза!

С каким же трудом на былинке

ты примостилась! (Мацуо Басё)

В Китае стрекоза ассоциируется с наступлением лета, нестабильностью и слабостью. Эти насекомые – самые чуткие индикаторы окончания сезона дождей, грядущую смену погоды можно прочитать по их поведению. 

В Малайзии стрекоза является символом призрачности, у американских индейцев – вихря, быстроты, активности.

В станах запада стрекозу часто ассоциировали с ведьмами. Славянские народы также относились к стрекозам со страхом и предубеждением, считали ее ездовым животным черта.

Вообще, насекомые – традиционный символ краткого человеческого существования на земле, а стрекозы и бабочки – символ спасения души.

Сегодня стрекоза – символ лёгкости, грациозности, легкомыслия и скорости. Иногда, как и бабочка, она олицетворяет бессмертие, возрождение, что применительно и к нашим чувствам – их способности восстанавливаться.

Стрекоза как бы находится в двух мирах. Ее переливающиеся крылья навевают воспоминания о магических временах и помогают осознать, что в этом мире существует только видимая реальность.

Глядя на стрекозу, думается о том, что наша жизнь так же быстротечна, что не следует превращать ее в унылую действительность.  😀 

Стрекозы — это офигенно красивые создания! Еще они могут научить человека искусству любования природой. которое излечивает душу.

 


Примечание. В этой статье использованы фотоматериалы из открытых источников в интернете, все права принадлежат их авторам, если вы считаете, что публикация какой-либо фотографии нарушает ваши права, пожалуйста, свяжитесь со мной при помощи формы в разделе контакты, фотография будет немедленно удалена.

 

Стрекозы научат роботов прогнозировать полет цели
5 (100%) 3 votes

Добавить комментарий