Beszamel i spółka bez ograniczeń: Narzędzie rzeczywistości wirtualnej daje widzom wizję świata nocnego naczelnego z rodzaju ( Tarsius ).

Sue Palminteri (1965-2019) w dniu 29 marca 2019 r

Nocne widzenie gatunków z rodzaju Tarsius a wirtualna rzeczywistość.

wyrak filipiński ( Tarsius syrichta )

- Naukowcy połączyli siły z laboratorium technologicznym ze studentami, aby opracować interaktywne narzędzie rzeczywistości wirtualnej, które daje użytkownikom wgląd w wizję innego gatunku - małego nocnego naczelnego o wielkich oczach, który musi łapać zdobycz w ciemności.

- Gogle Tarsier mogą symulować ludzkie i bardziej wyrafinowane widzenie w różnych warunkach oświetlenia otoczenia.

- Poprzez symulację lepszego widzenia nocnego wyraka ( Tarsius ) w porównaniu z ludźmi, interaktywne narzędzie edukacyjne integruje anatomię z doborem naturalnym, co jest ważnym połączeniem, biorąc pod uwagę, jak właściwości wizualne wpływają na sposób żerowania zwierząt.

- Uczestniczący uczniowie preferowali interaktywne funkcje edukacyjne - „Zamiast słuchać, jak wygląda jego życie, możesz go faktycznie doświadczyć”.

Tarsius syrichta syrichta

Inne zwierzęta widzą świat zupełnie inaczej niż my, ludzie.

Naukowcy z Dartmouth College połączyli siły ze studenckim laboratorium technologicznym, aby opracować interaktywne wirtualne wejście do wizji innego gatunku. I to nie byle jaki inny gatunek - maleńki nocny naczelny ( Tarsius ) o największych oczach w stosunku do wielkości ciała jakiegokolwiek żyjącego kręgowca.

Stworzyli narzędzie do nauki rzeczywistości wirtualnej ( VR ) o nazwie Gogle Tarsier, które umożliwia widzowi doświadczenie systemu wizualnego naczelnego przystosowanego do życia w lesie deszczowym w zupełnej ciemności.

*Perspektywa nocnego łowcy*

Wyraki ( Tarsius ) są jedynymi żyjącymi naczelnymi, które żywią się całkowicie żywą zdobyczą, ale są aktywne tylko w nocy, więc muszą być w stanie wykryć i złapać owady i inne zwierzęta w ciemności. Ogromne gałki oczne są bardzo wrażliwe na światło, ale nie mogą się poruszać w swoich oczodołach. Tarsjusze rekompensują to, mogąc obrócić głowy o 360 stopni.

Niezwykle duże oczy tarsjusza są „najprawdopodobniej związane z brakiem lucidum tapetum, podobnej do lustra struktury, która powoduje„ połysk oczu ””, piszą naukowcy w niedawno opublikowanym artykule. Większość nocnych kręgowców, takich jak koty czy sowy, ma tę odbijającą światło warstwę, która ułatwia widzenie w nocy.

Wyraki żyją w lasach deszczowych Indonezji, Malezji i Filipin. Skakanie między gałęziami w nocy wymaga od nich dostrzegania gałęzi i zdobyczy w ciemnościach, ale nie nadaje priorytetu widzeniu kolorów. W rzeczywistości wyraki borneańskie ( Tarsius bancanus ) mają protanopię, formę ślepoty czerwono-zielonej.

Tarsius bancanus bancanus - Ragunan Zoo ( Indonezja )

*Środowiska uczenia się w wirtualnej rzeczywistości*

Naukowcy udostępnili swoje nowe oprogramowanie VR w otwartym dostępie, aby każdy, kto ma dostęp do gogli VR, mógł osobiście doświadczyć wzroku wyraka i lepiej zrozumieć, dlaczego posiadanie tak dużych oczu ma sens dla tych zwierząt.

Samokontrola pozwala użytkownikom przełączać się między wzrokiem ludzkim a bardziej wyrafinowanym, aby porównać względne zalety każdego z nich w trzech różnych wirtualnych środowiskach uczenia się. Środowiska „Matrix”, „Labirynt” i „Bornean Rainforest” symulują odpowiednio, w jaki sposób wzrok wyraka różni się od ludzkiego pod względem ostrości, widzenia kolorów i jasności.

Użytkownicy mogą poruszać się po tych wirtualnych środowiskach tak, jak robi to wyrak, skacząc i czepiając się drzew w tym, co autorzy opisują w swojej pracy jako „ciemna, przypominająca labirynt przestrzeń, która jest praktycznie nieprzezroczysta w ludzkich warunkach wizualnych, ale można po niej nawigować jak wyrak”.

„Oparliśmy symulację wytrzeszczenia na dowodach z poprzednich badań naukowych, które dotyczyły określonych cech wizualnych, takich jak protanopia” - powiedział Mongabay główny autor Samuel Gochman. „W takim przypadku moglibyśmy przedstawić ten efekt w oprogramowaniu, ponieważ wiadomo, że bardziej wyrafinowane gatunki skupiające się mają postać ślepoty barw czerwono-zielonych”.

Tarsius bancanus

Gochman, absolwent Dartmouth w 2018 r., starszy autor i profesor antropologii Nathanial Dominy, współpracował z laboratorium Dartmouth Applied Learning and Innovation ( DALI ), w którym studenci projektują i budują technologie, w tym aplikacje mobilne, strony internetowe oraz rzeczywistość wirtualną i rozszerzoną.

Chcieli stworzyć narzędzie, które mogłoby zmienić sposób, w jaki ludzie postrzegają nasz świat, doświadczając tego, jak postrzega go inny gatunek. Powstałe oprogramowanie tworzy wirtualne środowisko uczenia się, które symuluje korzyści płynące z różnych adaptacji oczu, takich jak oczy z dużą gęstością komórek fotoreceptorów pręcików, które są odpowiedzialne za widzenie przy niskim poziomie oświetlenia.

Tarsius tumpara - Ragunan Zoo ( Indonezja )

Wyraki mają ich ponad 300 000 na mm2 oka, podczas gdy ludzie mają około 176 000 na mm2.

Zespół zdecydował się na wirtualną rzeczywistość, ponieważ byłaby ona wciągająca i mogłaby być wykorzystywana jako narzędzie nauczania w klasie, które zapewniło uczniom zabawny, interaktywny sposób poznawania złożonych koncepcji fizjologii i doboru naturalnego.

Postawiono na wirtualną rzeczywistość, ponieważ byłaby ona wciągająca i mogąca być ikoną jako narzędzie nauczania w klasie, które zapewniło uczniom zabawny, interaktywny sposób poznawania spotkania koncepcji fizjologii i doboru karty.

„Większość uczniów dziewiątej i dziesiątej klasy w Stanach Zjednoczonych uczy się o optyce i doborze naturalnym, ale te dwa tematy są zwykle traktowane oddzielnie” - powiedział Dominy w oświadczeniu. „Tarsier to skuteczny sposób na ujednolicenie obu koncepcji. Musisz zrozumieć zasady optyczne, aby zrozumieć, dlaczego dobór naturalny faworyzowałby tak ogromne oczy u tak małego drapieżnika ”.

Tarsius fuscus - Singapore Night Safari

*Testowanie, testowanie*

Najpierw przetestowali system poprzez kilka demonstracji ad hoc skierowanych do studentów, wykładowców i rodzin, w tym antropologów biologicznych zaznajomionych z ostrzejszym wzrokiem, podczas których 35 użytkowników z różnych środowisk i w różnym wieku nosiło gogle. Grupy te przedstawiły opinie, które zespół uwzględnił w kolejnych interacjach oprogramowania.

Profesor inżynierii z Dartmouth, który uczestniczył w badaniu, skomentował: „Wszyscy myślimy, że widzimy to, co widzą wszyscy inni, ale w rzeczywistości wszyscy widzimy coś innego. Czuję się związany ze zwierzętami w sposób, w jaki wcześniej nie byłem ”

Tarsius syrichta

„Współpraca z użytkownikami była kluczowa” - powiedział Gochman - „ponieważ pomogła nam nie tylko przetestować funkcjonalność, ale także obserwować, jak system jest odbierany w czasie rzeczywistym. Poprzez interacje projektu usprawniliśmy postęp interakcji w VR i dodaliśmy dodatkowe wsparcie dla indywidualnych użytkowników. ”

W dwóch formalnych ocenach przeprowadzonych z udziałem uczniów szkół średnich naukowcy przedstawili krótką orientację na temat bardziej agresywnych zachowań związanych z żerowaniem oraz ich wyglądu fizycznego, w tym względnej wielkości oczu, która jest porównywalna z wielkością ich mózgów. Nie dostarczał użytkownikom materiałów na temat doboru naturalnego, anatomii wizualnej, wyraków czy ludzi. Natychmiast zanurzył każdego ucznia w wirtualnym środowisku uczenia się na pięć minut, aby doświadczyć bardziej szorstkiego widzenia w warunkach słabego oświetlenia, w których żyją te zwierzęta.

Podczas oceniania inni uczniowie mogli obserwować na monitorze, co oglądają ich koledzy z klasy noszących gogle, co sprzyjało komentarzom i dyskusji, które - zdaniem autorów - poszerzają doświadczenie uczenia się poza indywidualnego użytkownika.

Autorzy napisali, że użytkownicy pilotażowi doświadczyli zamierzonych efektów, integrując koncepcje optyczne i biologiczne, aby wzbogacić swoją wiedzę na temat ewolucji oczu i wyraków.

Tarsius syrichta fraterculus - Avilon Zoo Rodriguez ( Filipiny )

„Zgodnie z zamierzeniami, ciemne i zasłonięte wirtualne środowiska zdezorientowały większość uczniów korzystających z ludzkiego obiektywu” - powiedział Gochman. „Ale kiedy uczniowie przeszli do widoku wyraka, spojrzał na nich cudowny widok, gdy badali swoje otoczenie z nowej perspektywy”.

Uczestniczący uczniowie, którzy wypełnili krótką ankietę wspomagającą formalną ocenę narzędzia VR, preferowali interaktywne funkcje edukacyjne. „Jak to ujął jeden z uczniów” - napisali autorzy - „Zamiast słuchać, jak wygląda życie, możesz go faktycznie doświadczyć”.

Tarsius tarsier

*„Zupełnie inny światopogląd”*

Właściwości wizualne wpływają na sposób żerowania wszystkich zwierząt, więc celem naukowców w przypadku Gogli Tarsier jest zwiększenie edukacji w klasie zarówno w zakresie optyki, jak i ewolucji. Udostępnili zarówno opis, jak i kod oprogramowania bezpłatnie online.

„Jednym z naszych sukcesów z Goglami Tarsier jest ich rola w zmianie perspektyw uczniów” - powiedział Gochman. „Zamiast otrzymać wykład lub przeczytać rozdział w podręczniku, uczniowie mogą na własne oczy przekonać się, jak inne zwierzę przystosowało się do tak różnych warunków środowiskowych, czego wynikiem jest zupełnie inny światopogląd”.

Naukowcy mają nadzieję zastosować ten proces do innych systemów wizualnych. „Podczas naszego procesu projektowania” - powiedział Gochman - „zmodyfikowaliśmy system, aby uwzględnić wizję sów ( Strigiformes ), które demonstrują przypadek zbieżnej ewolucji z wyrakami. Zrobiliśmy to dla grupy uczącej się o ptakach, ale zdecydowaliśmy się skupić na samych wyrakach w ostatecznym projekcie, aby podkreślić porównanie między systemami naczelnych ”.

Tarsius syrichta fraterculus - Tarsier Conservation Area Loboc ( Filipiny )

W swoim artykule autorzy zasugerowali inne zastosowania tej technologii, takie jak symulowanie ludzkich wad wzroku, które mogą sprzyjać większej empatii.

Cytat

Gochman, S. R., Lord, M. M., Goyal, N., Chow, K., Cooper, B. K., Gray, L. K.,… & Seong, H. J. (2019). Gogle Tarsier: narzędzie rzeczywistości wirtualnej do doświadczania optyki systemu wizualnego naczelnych przystosowanych do ciemności. Ewolucja: edukacja i pomoc, 12 (1), 9.

Artykuł opublikowany przez Sue Palminteri