Semplici occhi di insetto lo consentono. Visione di insetti. Telecamera panoramica fly-eye

Anche nella prima infanzia, molti di noi hanno posto domande apparentemente insignificanti sugli insetti, come: quanti occhi ha mosca comune perché un ragno tesse una tela e una vespa può mordere.

La scienza dell'entomologia ha risposte a quasi tutte, ma oggi faremo appello alla conoscenza dei ricercatori della natura e del comportamento per affrontare la questione di cosa sia sistema visivo di questo genere.

In questo articolo analizzeremo come vede una mosca e perché è così difficile schiaffeggiare questo fastidioso insetto con uno scacciamosche o prenderlo con un palmo sul muro.

residente in camera

La mosca domestica o mosca domestica appartiene alla famiglia delle mosche vere. E sebbene l'argomento della nostra recensione riguardi tutte le specie senza eccezioni, ci permettiamo, per comodità, di considerare l'intera famiglia usando l'esempio di questa specie molto familiare di parassiti domestici.

La comune mosca domestica è un insetto esterno molto insignificante. Ha una colorazione del corpo grigio-nera, con qualche accenno di giallo nella parte inferiore dell'addome. La lunghezza di un adulto raramente supera 1 cm L'insetto ha due paia di ali e occhi composti.

Occhi composti: qual è il punto?

Il sistema visivo della mosca è composto da due grandi occhi situato lungo i bordi della testa. Ognuno di loro ha struttura complessa ed è costituito da tante piccole sfaccettature esagonali, da qui il nome di questo tipo di visione come sfaccettatura.

In totale, l'occhio della mosca ha più di 3,5 mila di questi componenti microscopici nella sua struttura. E ognuno di loro è in grado di catturare solo una piccola parte dell'immagine complessiva, trasmettendo informazioni sulla mini-immagine ricevuta al cervello, che raccoglie tutti gli enigmi di questa immagine.

Se confrontiamo visione sfaccettata e binoculare, che una persona ha, ad esempio, puoi assicurarti rapidamente che lo scopo e le proprietà di ciascuno siano diametralmente opposti.

Gli animali più sviluppati tendono a concentrare la loro visione su una certa area ristretta o su un oggetto specifico. Per gli insetti, è importante non tanto vedere un oggetto specifico quanto navigare rapidamente nello spazio e notare l'avvicinarsi del pericolo.

Perché è così difficile da catturare?

Questo parassita è davvero molto difficile da cogliere di sorpresa. Il motivo non è solo la maggiore reazione dell'insetto rispetto a una persona lenta e la capacità di staccarsi quasi istantaneamente. Principalmente, un livello di reazione così elevato è dovuto alla percezione tempestiva dei cambiamenti e dei movimenti nel cervello di questo insetto nel raggio visivo dei suoi occhi.

La visione della mosca gli permette di vedere quasi a 360 gradi. Questo tipo di visione è anche chiamata panoramica. Cioè, ogni occhio offre una visione a 180 gradi. È quasi impossibile cogliere di sorpresa questo parassita, anche se ti avvicini da dietro. Gli occhi di questo insetto ti consentono di controllare l'intero spazio circostante, fornendo così una difesa visiva completa al cento per cento.

Ce n'è dell'altro caratteristica interessante percezione visiva tavolozza dei colori delle mosche. Dopotutto, quasi tutte le specie percepiscono in modo diverso alcuni colori che sono familiari ai nostri occhi. Alcuni di loro gli insetti non si distinguono affatto, altri sembrano diversi da loro, in altri colori.

A proposito, oltre a due occhi composti, la mosca ne ha altri tre occhi semplici. Si trovano nell'intervallo tra quelle sfaccettate, sulla parte frontale della testa. A differenza degli occhi composti, questi tre sono usati dagli insetti per riconoscere l'uno o l'altro oggetto nelle immediate vicinanze.

Pertanto, alla domanda su quanti occhi ha una mosca normale, ora possiamo rispondere con sicurezza: 5. Due complessi sfaccettati, divisi in migliaia di ommatidi (sfaccettature) e progettati per il controllo più ampio sui cambiamenti nell'ambiente circostante, e tre occhi semplici, che permettono, come si suol dire, di mettere a fuoco.

Visione del mondo

Abbiamo già detto che le mosche sono daltoniche e o non distinguono tutti i colori, oppure vedono oggetti a noi familiari in altre tonalità di colore. Inoltre, questa specie è in grado di distinguere l'ultravioletto.

Va anche detto che, nonostante tutta l'unicità della loro visione, questi parassiti praticamente non vedono nell'oscurità. Di notte la mosca dorme, perché i suoi occhi non permettono a questo insetto di commerciare nell'oscurità.

Eppure questi parassiti tendono a percepire bene solo oggetti più piccoli e in movimento. L'insetto non distingue tra tali oggetti di grandi dimensioni come una persona, per esempio. Per una mosca, questa non è altro che un'altra parte dell'interno dell'ambiente.

Ma l'avvicinamento di una mano a un insetto viene perfettamente colto dai suoi occhi e dà prontamente il segnale necessario al cervello. Proprio come qualsiasi altro pericolo in rapido avvicinamento, non sarà difficile per questi ladri, grazie al sofisticato e affidabile sistema di tracciamento che la natura ha fornito loro.

Conclusione

Quindi abbiamo analizzato come appare il mondo attraverso gli occhi di una mosca. Ora sappiamo che questi parassiti onnipresenti, come tutti gli insetti, hanno un incredibile apparato visivo per tenerli vigili, e ore diurne giorni per mantenere la difesa osservativa a tutto tondo al cento per cento.

La vista della mosca comune assomiglia a un complesso sistema di tracciamento, che include migliaia di mini-telecamere di sorveglianza, ciascuna delle quali fornisce all'insetto informazioni tempestive su ciò che sta accadendo nelle immediate vicinanze.

Molti insetti hanno occhi composti complessi, costituiti da numerosi occhi individuali - ommatidi. Gli insetti vedono il mondo come se fosse assemblato da un mosaico. La maggior parte degli insetti sono "miopi". Alcuni di loro, come la mosca diopside, possono essere visti a una distanza di 135 metri. Butterfly - e lei ha di più visione acuta tra i nostri insetti - non vede oltre i due metri e l'ape non vede nulla già a una distanza di un metro. Insetti di cui sono fatti gli occhi un largo numero ommatidi, sono in grado di notare il minimo movimento intorno a loro. Se un oggetto cambia posizione nello spazio, anche il suo riflesso negli occhi composti cambia posizione, spostando un certo numero di ommatidi e l'insetto se ne accorge. Gli occhi composti svolgono un ruolo enorme nella vita degli insetti predatori. Grazie a questa struttura degli organi della vista, l'insetto può focalizzare gli occhi sull'oggetto desiderato oppure osservarlo con solo una parte dell'occhio composto. È interessante notare che le falene navigano con l'aiuto della vista e volano sempre verso la fonte di luce. L'azimut dei loro occhi rispetto alla luce lunare è sempre inferiore a 90°.

visione dei colori

Per vedere un certo colore, l'occhio dell'insetto deve percepire onde elettromagnetiche di una certa lunghezza. Gli insetti percepiscono bene sia le onde luminose ultracorte che ultralunghe e i colori dello spettro visibile all'occhio umano. È noto che una persona vede i colori dal rosso al viola, ma il suo occhio non è in grado di percepire radiazioni ultraviolette- onde più lunghe del rosso e più corte del viola. Gli insetti vedono la luce ultravioletta ma non possono vedere la luce rossa (solo le farfalle vedono il rosso). Ad esempio, un fiore di papavero è percepito dagli insetti come incolore, ma su altri colori gli insetti vedono modelli ultravioletti che sono persino difficili da immaginare per una persona. Gli insetti navigano in questi schemi alla ricerca del nettare. Le ali delle farfalle hanno anche modelli ultravioletti che sono invisibili agli umani. Le api distinguono tra questi colori: verde-bluastro, viola, giallo, blu, viola ape e ultravioletto. Gli insetti sono anche in grado di navigare usando la luce polarizzata. Quando attraversa l'atmosfera terrestre, un raggio di luce viene rifratto e, come risultato del fatto che si verifica la polarizzazione della luce, su diverse aree cielo, le lunghezze d'onda sono diverse. Grazie a ciò, anche quando il sole non è visibile a causa delle nuvole, l'insetto determina con precisione la direzione.

Fatti interessanti

Le larve di alcuni coleotteri hanno sviluppato occhi semplici, grazie ai quali vedono bene e sfuggono ai predatori. Si sviluppano coleotteri adulti occhi composti tuttavia, la loro vista non è migliore di quella delle larve. Gli occhi composti complessi si trovano non solo negli insetti, ma anche in alcuni crostacei, come granchi e aragoste. Invece di lenti in ommatidi, hanno specchietti in miniatura. Per la prima volta, le persone sono state in grado di guardare il mondo attraverso gli occhi di un insetto nel 1918 grazie allo scienziato tedesco Eksner. Il numero di piccoli occhi negli insetti (a seconda della specie) varia da 25 a 25000. Gli occhi degli insetti, come i coleotteri che galleggiano sulla superficie dell'acqua, sono divisi in due parti: parte in alto serve per vedere nell'aria, e quello inferiore - sott'acqua. Gli occhi composti degli insetti non vedono bene come gli occhi di uccelli e mammiferi, perché non sono in grado di trasmettere dettagli fini (gli insetti possono avere da 25 a 25.000 sfaccettature). Ma percepiscono oggetti che si muovono bene e registrano anche quei colori a cui sono inaccessibili occhio umano.

Gli insetti percepiscono la luce in tre modi: l'intera superficie del corpo, occhi semplici e complessi, i cosiddetti occhi composti.

Come hanno dimostrato gli esperimenti, bruchi, larve di coleotteri acquatici, afidi, coleotteri (anche scarafaggi ciechi), vermi della farina, scarafaggi e, naturalmente, molti altri insetti sentono la luce su tutta la superficie del corpo. La luce penetra attraverso la cuticola fino alla testa e provoca reazioni appropriate nelle cellule cerebrali che la percepiscono.

Gli occhi semplici più primitivi, forse, si trovano nelle larve di alcune zanzare. Queste sono macchie senili con un piccolo numero di cellule fotosensibili (spesso ce ne sono solo due o tre). Nelle larve di seghe (ordine imenotteri) e coleotteri, gli occhi sono più complessi: cinquanta o più cellule fotosensibili coperte dall'alto da una lente trasparente - un ispessimento della cuticola.

Bruco dagli occhi rossi. Foto: Jesse

Su ciascun lato della testa delle larve del coleottero sono presenti sei occhi, due dei quali sono molto più grandi degli altri (contengono 6mila cellule visive). Vedono bene? Sono difficilmente in grado di trasmettere al cervello un'impressione della forma di un oggetto. Tuttavia, le dimensioni approssimative di ciò che hanno visto, due grandi occhi rilevano bene.

La larva si trova in una tana verticale scavata nella sabbia. Da una distanza di 3-6 centimetri nota una vittima o un nemico. Se un insetto che striscia vicino non supera i 3-4 millimetri, la larva lo afferra con le mascelle. Quando più, si nasconde in un visone.
Cinque o sei occhi semplici su ciascun lato della testa dei bruchi contengono ciascuno un solo "bastone ritinale" - elemento visivo- e sono ricoperti dall'alto da una lente in grado di concentrare la luce.

Ogni occhio separatamente non dà un'idea della forma dell'oggetto osservato. Tuttavia, negli esperimenti, il bruco ha mostrato abilità sorprendenti. Vede gli oggetti verticali meglio di quelli orizzontali. Dei due pilastri o alberi, sceglie quello più alto e striscia verso di esso, anche se tutti i suoi occhi più semplici sono sigillati con vernice nera, lasciandone solo uno. In ogni questo momento vede solo un punto di luce, ma il bruco gira la testa, esaminando a turno diversi punti dell'oggetto con il suo unico occhio, e questo è sufficiente per un'immagine approssimativa di ciò che ha visto formarsi nel suo cervello. Certo, il bruco nota l'oscuro, indistinto, ma comunque l'oggetto che gli viene mostrato.

Gli occhi semplici sono tipici delle larve degli insetti, ma anche molti adulti li hanno. In quest'ultimo, la cosa principale sono i cosiddetti occhi complessi, o sfaccettati: ai lati della testa. Sono composti da molti occhi semplici allungati - ommatidi. Ogni ommatidia contiene una cellula che percepisce la luce collegata da un nervo al cervello. Sopra è una lente allungata. Sia la cellula fotosensibile che il cristallino sono circondati da una guaina impermeabile alla luce di cellule del pigmento. Nella parte superiore è rimasto solo un foro, ma lì il cristallino è coperto da una cornea cuticolare trasparente. È comune a tutti gli ommatidi, strettamente adiacenti l'uno all'altro e collegati in un occhio composto. Può avere un minimo di 300 ommatidi (lucciola femmina), 4000 (mosca domestica), 9000 (coleottero galleggiante), 17.000 (farfalle) e 10.000-28.000 in diverse libellule.

Gli occhi composti della farfalla monarca. Foto: Monica R.

Ogni ommatidio trasmette al cervello solo un punto dell'intera complessa immagine del mondo che circonda l'insetto. Dai molti punti individuali visti da ciascuno degli ommatidi, nel cervello dell'insetto si forma un "pannello" a mosaico di oggetti del paesaggio.
Negli insetti notturni (lucciole, altri coleotteri, falene), questa immagine a mosaico della visione ottica è, per così dire, più sfocata. Di notte, le cellule del pigmento che separano gli ommatidi dell'occhio composto l'una dall'altra, restringendosi, vengono tirate verso l'alto, verso la cornea. I raggi di luce che entrano in ogni sfaccettatura sono percepiti non solo da essa cellula fotosensibile, ma anche da cellule situate in ommatidi adiacenti. Dopotutto, ora non sono coperti da "tende" di pigmenti scuri. In questo modo si ottiene una cattura più completa della luce, che non è tanto nell'oscurità della notte.

Durante il giorno, le cellule del pigmento riempiono tutti gli spazi tra gli ommatidi e ciascuno di essi percepisce solo quei raggi concentrati dal proprio obiettivo. In altre parole, l'occhio "di sovrapposizione" degli insetti notturni, come viene chiamato, funziona durante il giorno come l'occhio di "apposizione" degli insetti diurni.

Non meno importante del numero di sfaccettature, l'altra loro caratteristica è l'angolo di visuale di ciascun ommatidio. Più piccolo è, maggiore è la risoluzione dell'occhio e i dettagli più fini dell'oggetto osservato che può vedere. Un ommatidium forbicina ha un angolo di visuale di 8 gradi, un'ape ha un angolo di visuale di 1 grado. Si calcola che per ogni punto nell'immagine del mosaico di ciò che l'ape ha visto con la forbicina, ci sono 64 punti. Di conseguenza, i piccoli dettagli dell'oggetto osservato vengono catturati dall'occhio dell'ape dieci volte meglio.
Ma meno luce entra nell'occhio con un angolo di campo più piccolo. Pertanto, la dimensione delle sfaccettature negli occhi complessi degli insetti non è la stessa. Le sfaccettature più grandi si trovano in quelle direzioni in cui è necessaria una visibilità più luminosa e un esame accurato dei dettagli non è così necessario. In un tafano, ad esempio, le sfaccettature nella metà superiore dell'occhio sono notevolmente più grandi di quelle nella parte inferiore.
Alcune mosche hanno anche arene simili chiaramente divise con ommatidi di dimensioni diverse. L'ape ha una diversa disposizione delle sfaccettature: il loro angolo di visuale nella direzione dell'asse orizzontale del corpo è da due a tre volte maggiore che lungo la verticale.

I coleotteri volteggianti e le effimere maschi hanno essenzialmente due occhi su ciascun lato: uno con grandi sfaccettature, l'altro con piccole sfaccettature.
Si ricordi come un bruco, esaminando un oggetto con un solo occhio (gli altri erano imbrattati di vernice), potesse però farsi un'idea ben nota, anche se molto approssimativa, della sua forma. Lei, girando la testa, guardò l'intero oggetto in parti e l'apparato di memoria del cervello aggiunse tutti i punti visti in un dato momento in un'unica impressione. Gli insetti con occhi composti fanno lo stesso: quando guardano qualcosa, girano la testa. Un effetto simile si ottiene senza girare la testa quando l'oggetto osservato è in movimento o quando l'insetto stesso è in volo. Gli occhi composti vedono meglio in volo che a riposo.
Un'ape, ad esempio, è in grado di tenere costantemente d'occhio un oggetto che lampeggia 300 volte al secondo. E il nostro occhio non noterà nemmeno un lampeggio sei volte più lento.

Gli insetti vedono gli oggetti vicini meglio di quelli lontani. Sono molto miopi. La chiarezza di ciò che vedono è molto peggiore della nostra.
Una domanda interessante: quali colori distinguono gli insetti? Gli esperimenti hanno dimostrato che le api e le mosche carogne vedono le lunghezze d'onda più corte dello spettro (297 millimicron) che si trovano solo in luce del sole. L'ultravioletto - il nostro occhio ne è completamente cieco - si distingue anche per formiche, falene e, ovviamente, molti altri insetti.

Occhi di insetti. Foto: Laboratorio di inventario e monitoraggio delle api dell'USGS

Gli insetti hanno una sensibilità diversa all'estremità opposta dello spettro. L'ape è cieca alla luce rossa: per lei è come il nero. Le onde più lunghe che ancora percepisce sono 650 millimicron (da qualche parte sul confine tra rosso e arancione). Le vespe, addestrate a venire a mangiare sulle tavole nere, le confondono con quelle rosse. Il rosso non è visto da alcune farfalle, ad esempio i satiri. Ma altri (orticaria, cavolo) distinguono il rosso. Il record, però, appartiene alla lucciola: vede rosso scuro con una lunghezza d'onda di 690 millimicron. Nessuno degli insetti studiati era capace di questo.
Per l'occhio umano, la parte più luminosa dello spettro è il giallo. Esperimenti con insetti hanno dimostrato che in alcuni la parte verde dello spettro è percepita dall'occhio come la più luminosa, nell'ape è l'ultravioletto, nella mosca goccia la massima luminosità è stata osservata nelle bande rosso, blu-verde e ultravioletto di lo spettro.

Senza dubbio farfalle, bombi, alcune mosche, api e altri insetti che visitano i fiori distinguono i colori. Ma fino a che punto e quali, sappiamo ancora poco. Sono necessarie ulteriori ricerche.
Gli esperimenti più numerosi sono stati effettuati con le api in questo senso. L'ape vede il mondo, dipinto in quattro colori primari: rosso-giallo-verde (non ciascuno di quelli nominati separatamente, ma insieme, insieme, come un unico colore a noi sconosciuto), poi blu-verde, blu viola e ultravioletto. Allora come spiegare che le api volano anche sui fiori rossi, sui papaveri, per esempio? Loro, e molti bianchi e fiori gialli riflettono molti raggi ultravioletti, quindi l'ape li vede. Di che colore sono dipinti per i suoi occhi, non lo sappiamo.

Apparentemente le farfalle hanno una visione dei colori più vicina alla nostra delle api. Sappiamo già che alcune farfalle (orticaria e cavolo) distinguono il rosso. Vedono l'ultravioletto, ma per loro non suona così grande ruolo, come nelle percezioni visive di un'ape. Queste farfalle sono maggiormente attratte da due colori: blu-viola e giallo-rosso.
È stato provato con vari metodi che anche molti altri insetti distinguono i colori, e nel migliore dei modi i colori delle piante di cui si nutrono o si riproducono. Alcuni falchi, coleotteri fogliari, afidi, mosche svedesi, insetti terrestri e insetti acquatici lisci sono tutt'altro che elenco completo tali insetti. È interessante notare che la levigatezza ha solo la parte superiore e estremità posteriore ha gli occhi visione dei colori, inferiore e anteriore - n. Perché così, non è chiaro.

Oltre alla percezione dei raggi ultravioletti, un'altra proprietà dell'occhio dell'insetto che manca ai nostri occhi è la sensibilità alla luce polarizzata e la capacità di navigare attraverso di essa. Non solo gli occhi composti, ma anche gli occhi semplici, come dimostrato da esperimenti con bruchi e larve di imenotteri, sono in grado di percepire la luce polarizzata. Considerato sotto microscopio elettronico gli occhi di alcuni, e trovato nella retina bastone fotosensibile strutture molecolari che apparentemente agiscono come una polaroid.

Alcune Osservazioni anni recenti convincere: gli insetti notturni hanno organi che catturano i raggi infrarossi.

Sia le mosche che le api hanno cinque occhi. Tre occhi semplici si trovano nella parte superiore della testa (si potrebbe dire, sulla sommità della testa) e due complessi, o sfaccettati, ai lati della testa. Gli occhi composti di mosche, api (così come farfalle, libellule e alcuni altri insetti) sono oggetto di studio entusiasta da parte degli scienziati. Il fatto è che questi organi visivi sono molto interessanti. Sono costituiti da migliaia di singoli esagoni o, in termini scientifici, sfaccettature. Ciascuna delle sfaccettature è un occhio in miniatura che dà un'immagine di una parte separata dell'oggetto. Gli occhi composti della mosca domestica hanno circa 4.000 sfaccettature, ape operaia- 5000, per un drone - 8000, per una farfalla - fino a 17.000, per una libellula - fino a 30.000 Si scopre che gli occhi degli insetti inviano diverse migliaia di immagini al loro cervello parti separate oggetto, che, sebbene si fondano nell'immagine dell'oggetto nel suo insieme, tuttavia questo oggetto sembra composto da un mosaico.

Perché hai bisogno di occhi composti? Si ritiene che con il loro aiuto gli insetti si orientino in volo. Mentre gli occhi semplici sono progettati per esaminare oggetti vicini. Quindi, se un'ape rimuove o incolla gli occhi composti, allora si comporta come un'ape cieca. Se gli occhi semplici sono incollati, sembra che l'insetto abbia una reazione lenta.

1,2 -Occhi sfaccettati (composti) di un'ape o di una mosca
3 -tre semplici occhi di un'ape o di una mosca

Cinque occhi consentono agli insetti di coprire 360 ​​gradi, cioè vedere tutto ciò che accade davanti, da entrambi i lati e dietro. Forse è per questo che è così difficile avvicinarsi a una mosca senza essere individuati. E se consideri che gli occhi composti vedono un oggetto in movimento molto meglio di uno fermo, allora ci si può solo chiedere come una persona riesca a volte a schiaffeggiare una mosca con un giornale!

La particolarità degli insetti con occhi composti di catturare anche il minimo movimento è mostrata nel seguente esempio: se api e mosche si siedono con le persone per guardare un film, sembrerà loro che gli spettatori bipedi guardino a lungo un fotogramma prima di passare a quello successivo. Affinché gli insetti possano guardare un film (e non singoli fotogrammi, come una foto), il film del proiettore deve essere attorcigliato 10 volte più velocemente.

Vale la pena invidiare gli occhi degli insetti? Probabilmente no. Ad esempio, gli occhi di una mosca vedono molto, ma non sono in grado di guardare da vicino. Ecco perché scoprono il cibo (una goccia di marmellata, per esempio) strisciando sul tavolo e urtandolo letteralmente. E le api, a causa delle peculiarità della loro vista, non distinguono il rosso: per loro è nero, grigio o blu.

Il cervello di una mosca è appena più grande del foro di un ago da cucito. Ma una mosca, con un tale cervello, riesce a elaborarne più di cento immagini statiche(fotogrammi al secondo. Come sai, una persona ha un limite: circa 25 fotogrammi al secondo. E la mosca ha trovato un più semplice e metodo efficace elaborazione delle immagini. E questo non poteva non interessare i ricercatori nel campo della robotica.

È stato scoperto che le mosche elaborano 100 fotogrammi al secondo. E questo consente loro di rilevare un ostacolo durante il volo in pochi millisecondi (un millisecondo è un millesimo di secondo). In particolare, i ricercatori hanno focalizzato la loro attenzione sui flussi ottici, che hanno chiamato "flussi di campo ottico". Sembra che questo campo ottico sia elaborato solo dal primo strato di neuroni. Elaborano il segnale grezzo "grezzo" dal "pixel" di ogni mosca. E inviano le informazioni elaborate allo strato successivo di neuroni. E, secondo i ricercatori, ci sono solo 60 di questi neuroni secondari in ciascun emisfero del cervello della mosca. Tuttavia, il cervello della mosca riesce a ridurre o frammentare il campo visivo in tanti "vettori di movimento" che scorrono in successione, che danno alla mosca un vettore di direzione e una velocità "istantanea". E la cosa interessante è che la mosca vede tutto!

Noi, persone (e non tutti), sappiamo cosa sono un vettore e una velocità istantanea. Una mosca su queste cose, ovviamente, non ne ha idea. E a tali capacità del cervello di una mosca da elaborare grande quantità le informazioni possono solo essere invidiate. E perché vediamo solo circa 50 fotogrammi al secondo e una mosca 100? È difficile da dire, ma ci sono ipotesi ragionevoli su questo. Come decolla una mosca? Quasi “istantaneamente”, con un'accelerazione enorme. Difficilmente potremmo sopportare un tale sovraccarico. Ma puoi creare un cervello robotico che, in termini di velocità di elaborazione flussi informativi non cederà al cervello di una mosca.

Per cercare di capire come il cervello di una minuscola mosca possa elaborare una quantità così grande di informazioni, i ricercatori di Monaco hanno creato un "simulatore di mosca" per la mosca. La mosca poteva volare, ma era tenuta al guinzaglio. Gli elettrodi hanno registrato la reazione delle cellule cerebrali della mosca. E i ricercatori hanno cercato di capire cosa succede nel cervello di una mosca durante il volo.

I primi risultati sono evidenti. Le mosche elaborano le immagini dai loro occhi fissi in un modo molto diverso rispetto agli umani. Quando una mosca si muove nello spazio, nel suo cervello si formano "campi di flusso ottico", che danno alla mosca la direzione del movimento.

Come lo vedrebbe una persona? Ad esempio, quando ci si sposta in avanti, gli oggetti circostanti si disperderebbero istantaneamente ai lati. E gli oggetti nel campo visivo sembrerebbero più grandi di quanto non siano in realtà. E sembrerebbe che gli oggetti vicini e lontani si muovano in modo diverso.

La velocità e la direzione con cui gli oggetti tremolano davanti agli occhi di una mosca generano modelli tipici di vettori di movimento: le correnti di campo. Che nella seconda fase dell'elaborazione delle immagini raggiungono la cosiddetta "piastra lobulare" - il centro della visione è di più alto livello. In ogni emisfero del cervello della mosca, ce ne sono solo 60 cellule nervose responsabile della vista. Ognuna di queste cellule nervose risponde solo a un segnale con una certa intensità.

Ma per l'analisi dei flussi ottici è importante l'informazione proveniente da due occhi contemporaneamente. Questa connessione è fornita da neuroni speciali chiamati "cellule VS". Consentono alla mosca di valutare con precisione la sua posizione nello spazio e la sua velocità di volo. Sembra che le "cellule VS" siano responsabili del riconoscimento e della risposta alla coppia applicata alla mosca durante le sue manovre di volo.

I ricercatori di robotica stanno lavorando per sviluppare robot in grado di osservare ambiente con aiuto fotocamere digitali, studiano ciò che vedono e rispondono adeguatamente alle mutevoli situazioni attuali. E comunicare e interagire in modo efficace e sicuro con le persone.

Ad esempio, sono già in corso gli sviluppi su un piccolo robot volante la cui posizione e velocità di volo saranno controllate da un sistema informatico che imita la visione di una mosca.