Wissenschaftler sagen, sie hätten eine Technologie erfunden, die es uns ermöglicht, besser als je zuvor durch die Augen eines Tieres zu blicken. Die Technologie nutzt eine Kombination aus neuartiger Hardware und Software, um Bilder und Videos zu erstellen, die die von Tieren wie Bienen und Vögeln gesehenen Farben genau wiedergeben. In einer neuen Studie in dieser Woche stellte das Team fest, dass seine Innovation nahezu mit der Genauigkeit herkömmlicher, aber noch eingeschränkterer Methoden zur Erfassung des Farbsehens eines Tieres mithalten kann.
Das menschliche Sehen ist sicherlich kein Problem. Im Vergleich zu den meisten anderen Tieren sehen wir beispielsweise Dinge viel besser Schärfe und Detail. Einige Tiere verfügen jedoch über einzigartige visuelle Fähigkeiten, beispielsweise über die Fähigkeit, Lichtwellenlängen aus der Welt um sie herum wahrzunehmen, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Wissenschaftler konnten mithilfe von Falschfarbenbildern Darstellungen der Farben erstellen, die Tiere sehen. Doch während die Methoden, die heute zur Erstellung dieser Bilder verwendet werden, zuverlässig genau sind, erfordern sie auch einen hohen Aufwand bei der Implementierung und weisen klare Einschränkungen auf, z. B. die Möglichkeit, nur bei bestimmten Lichtverhältnissen mit Standbildern zu arbeiten.
Ein Forscherteam aus Großbritannien und den USA glaubt, dass sie nun eine vielseitigere und dynamischere Technik entwickelt haben, um das Farbsehen eines Tieres auf unsere Augen zu übertragen. Es soll durch die Kombination bestehender Fotografiemethoden mit neuartiger Hardware und Software funktionieren.
„Das System funktioniert durch die Aufteilung des Lichts zwischen zwei Kameras, wobei eine Kamera für ultraviolettes Licht und die andere für sichtbares Licht empfindlich ist. Diese Trennung von ultraviolettem und sichtbarem Licht wird mit einem Stück optischem Glas erreicht, das als Strahlteiler bezeichnet wird. „Diese optische Komponente reflektiert UV-Licht spiegelartig, lässt aber sichtbares Licht genauso passieren wie klares Glas“, so die Studienautoren Daniel Hanley, außerordentlicher Professor für Biologie an der George Mason University, und Vera Vasas, a Biologe an der Queen Mary University of London, sagte Gizmodo in einer gemeinsamen E-Mail. „Auf diese Weise kann das System gleichzeitig Licht aus vier verschiedenen Wellenlängenbereichen einfangen: Ultraviolett, Blau, Grün und Rot.“
Die Software des Teams wandelt dann die von den Kameras empfangenen Daten in „Wahrnehmungseinheiten“ um, die der bekannten Fotorezeptorempfindlichkeit eines Tieres entsprechen. Von dort aus könne man Bilder oder erstmals wirklich präzise bewegte Videos der Farben erstellen, die nichtmenschliche Tiere auf der Welt sehen, behaupten die Wissenschaftler.
„Die Idee, im UV-Licht aufzuzeichnen, gibt es schon seit langem, aufgrund der damit verbundenen technischen Schwierigkeiten gab es jedoch relativ wenige Versuche. Interessanterweise stammt das erste veröffentlichte UV-Video aus dem Jahr 1969!“ sagten Hanley und Vasas. „Unser neuer Ansatz bietet ein wertvolles Maß an wissenschaftlicher Genauigkeit, sodass unsere Videos für wissenschaftliche Zwecke verwendet werden können.“
In ihrem Papier, das die Technologie beschreibt, veröffentlicht Am Dienstag testeten die Forscher in PLOS Biology ihr Kamerasystem, um die von Honigbienen und einem durchschnittlichen UV-empfindlichen Vogel gesehenen Farben von Objekten wie Schmetterlingen zu übertragen. Sie verglichen auch die Ergebnisse des Systems mit denen der Spektrophotometrie, einer Goldstandardmethode zur Erstellung von Falschfarbenbildern. Abhängig von den Umgebungsbedingungen stellten sie fest, dass ihr System eine Genauigkeit von 92 bis 99 Prozent hatte.
Das Team hat bereits Pläne, seine neuartige Technologie zur Verbesserung zukünftiger Naturdokumentationen einzusetzen. Ihre Arbeit wurde von der National Geographic Society finanziert und zum Team gehört der preisgekrönte Naturfotograf und Filmemacher Neil Losin. Sie glauben auch, dass dieses System es ihnen ermöglichen wird, neue wissenschaftliche Entdeckungen zu machen.
„Wir haben eine Reihe von Ideen, die wir mit unserer Kamera ansprechen wollen, aber die spannendsten Fragen werden diejenigen sein, die wir noch berücksichtigen müssen“, sagten Hanley und Vasas. „Erst jetzt, wo wir angefangen haben, Videos von der Natur zu machen, beginnen wir zu erkennen, wie viele Informationen es da draußen gibt.“
Die Forscher verfügen über zwei funktionierende Systeme und bereiten den Bau eines dritten vor, hoffen aber auch, dass andere dazu inspiriert werden, ihre Technologie ebenfalls zu reproduzieren. Sie stellen fest, dass ihre gesamte Hardware auf Kameras und Teilen basiert, die im Handel erhältlich sind, und sie haben sogar ihren Softwarecode als Open Source bereitgestellt, damit die Leute ihn nach Herzenslust durchlesen und verfeinern können.
„Wir haben dies alles absichtlich offen zugänglich gemacht, um die Forschungs- und Filmgemeinschaft zu ermutigen, das System anzupassen und zu verbessern“, sagten sie. „Wir glauben, dass dies die Entwicklung zum Nutzen aller beschleunigen wird.“