Слононосые рыбы ведут ночной образ жизни и поэтому не могут полагаться на свои глаза при охоте за добычей. Имея в хвосте электрический орган, они генерируют короткие электрические импульсы до 80 раз в секунду.
Электрорецепторные органы в их коже и особенно на их туловищном подбородке измеряют, как импульсы модулируются окружающей средой. С помощью этого электроощущения рыба может оценивать расстояния, воспринимать формы и материалы и даже различать живые и мертвые предметы. За доли секунды они используют электрические импульсы, чтобы определить, где личинки комаров, их любимая добыча, прячутся на дне их среды обитания.
Исследователи вокруг профессора. Доктор.
Герхард фон дер Эмде из Института зоологии Боннского университета в течение многих лет исследовал, как работает странная электросенсибилизация африканских слононосов. Рыбы используют два разных типа электрорецепторов для «активной электролокации»."Один измеряет только интенсивность сигнала, другой – форму импульса. «Недавно мы смогли показать, что рыба использует соотношение двух показаний для идентификации своей добычи», – сообщает фон дер Эмде.
Это создает «электрические цвета», аналогичные визуальным цветам, воспринимаемым человеческим глазом, но с помощью электрических сигналов вместо видимого света.
Результаты фундаментальных исследований применяются
Проф. Герхард фон дер Эмде, докторант Мартин Готвальд и доктор. Хендрик Херцог из Института зоологии Боннского университета использовал результаты своих фундаментальных исследований слононосных рыб для разработки первого прототипа камеры, основанного на модели этого активного электролокации. «С помощью этой« бионической »электрической камеры можно снимать« электрические изображения »объектов без какого-либо света даже в темноте, что также позволяет анализировать электрические и пространственные свойства изображенных объектов», – сообщает фон дер Эмде.
Как и рыба слононос, камера создает вокруг себя слабое электрическое поле и фиксирует электрические изображения объектов в окружающей среде с помощью нескольких датчиков (электродов) на ее поверхности.
Как сообщают исследователи, таким образом камера измеряла и характеризовала различные природные объекты, такие как рыбы, растения или дерево, а также искусственные тестовые объекты, такие как сферы или стержни из алюминия или пластика. «Для этого использовались те же аналитические параметры, что и у слононосных рыб во время активной электролокации», – говорит д-р. Хендрик Херцог.
Например, расстояние до объекта можно определить по степени размытия изображения.
Анимированные объекты производят разные электрические цвета
Анимированные объекты, такие как рыбы и растения, воспроизводят разные «электрические цвета» – именно так они распознаются электрическими рыбками. «Дополнительные оценки показали, что электрические изображения также можно использовать для определения« электрических контуров »измеряемых объектов, которые, подобно их оптическим контурам, могут предоставить информацию о форме и ориентации», – сообщает ведущий автор исследования Мартин Готвальд. В отличие от визуальных измерений, на все эти электрические параметры изображения не влияет облачная или темная среда.
Там, где обычные глаза или системы камер не работают, электрическая камера обеспечивает безупречный обзор.
Результаты исследования показывают, что бионические методы могут быть использованы для разработки новых систем электрических камер, которые облегчат, например, инспекции с помощью роботов или дронов в мутных водах.
Кроме того, ученые видят много других приложений для электрических камер, включая контроль материалов, мониторинг устройств и медицинские приложения. Кроме того, электрическая камера может также поддерживать фундаментальные биологические исследования и помочь лучше понять активную электролокацию слабоэлектрических рыб.