科研人员用迷你跑步机 迷你眼镜在VR中研究昆虫

  2017年12月26日,在说起跑步机的时候,你首先想到的是什么?或许是一个正在努力燃烧卡路里的健身人士,或者是某人在跑步机上跌倒的搞笑视频。然而,你不会联想到一个针对昆虫的迷你跑步机,尤其不会联想到这可以成为理解基础生物学,及其对技术的应用的工具。现在,研究人员正研究跑步机上的昆虫。

  1. 但为什么要这样做呢?

  研究昆虫生物学的传统方法主要包括在自然栖息地或实验室中观察昆虫的生物特性,控制昆虫或周围的环境。尽管这对特定的研究论题而言已经足够,但其存在自身的限制。研究飞行和导航这样的特定行为存在挑战,因为研究人员难以控制运动中的昆虫。科学家已经开始使用简单的跑步机概念来解决类似的问题。当昆虫飞行的时候真人比鸡棋牌,它们通常会利用周围环境的视觉线索。所以,一块显示图像/视频的屏幕可以用来研究昆虫将如何利用这样的视觉线索。或者,我们可以为跑步机增加一种虚拟现实设置,这样科学家就可以实时控制环境的视觉线索。

  2. 昆虫跑步机长什么样?

  如图所示,这种微型昆虫跑步机采用了轻便的泡沫塑料球。然后,我们可以使用牙线或金属线来将蚂蚁,蜜蜂或苍蝇固定在球体之上。随着昆虫在球体上行走,两个光学传感器将会记录它们的运动。这种设置可以用于户外环境,或者添加一块显示屏,甚至是采用全方位的虚拟现实屏幕。对虚拟现实而言,传感器可以记录球体的运动,抽取昆虫在二维空间中的动作,然后信息可以传输至计算机,并且在虚拟现实屏幕上生成相应的运动。对于蚂蚁而言,这仿佛就像是它们身处于自然的环境之中,并且周遭感知能够随着向前行走而实时改变。

  3. 我们从中可以发现什么?

  通过屏幕投影和微型跑步机,科学家发现这样的视觉线索能够影响蜜蜂和蚂蚁的飞行和导航。随着昆虫表现出不同的行为,科学家同时可以记录大脑不同部位的神经反应。这样的实验能够告诉我们昆虫是如何了解和记忆不同的视觉线索。

  4. 它们在跑步机能够显示出自然而然的行为吗?

  至于对长脚沙漠蚂蚁这样的蚂蚁种类而言是这样。研究人员发现,它们在跑步机上的行为跟自然行为类似。然而,这种跑步机设置同样存在一定的缺点。

  例如,这限制了飞行昆虫的运动(如蜜蜂或苍蝇),从而影响了它们的感觉运动体验。对于昆虫大脑而言,其需要特定的感官反馈来激发动作行为。在跑步机上飞行可能无法令昆虫产生同样的感觉。但是,最近的技术进步使得人们可以通过虚拟现实来支持昆虫(以及其他生物)的自由运动。高速摄像头现在可以记录昆虫的三维位置,并将其传输至电脑,然后相应地更新屏幕上的影像。整个实验看起来就像是昆虫在玩游戏。

(责任编辑:真人比鸡棋牌)

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