Ученые создали систему виртуальной реальности (VR), позволяющую животным, таким как плодовые мушки, мыши и рыбы, взаимодействовать с виртуальной средой.
Система, получившая название FreemoVR, напоминает голопалубу из фильма "Звездный путь" и предоставляет исследователям новый инструмент для изучения поведения животных в лаборатории.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Methods, демонстрируют, что животные реагируют на VR-миры так же, как на реальные объекты и среду.
Сложность изучения поведения животных в лаборатории
При изучении животных в лабораторных условиях часто бывает трудно воссоздать естественную среду, в которой животные могут свободно перемещаться. Предыдущие попытки использования VR предполагали привязывание животных с помощью шлейки или приклеивание, что ограничивало их движения и мешало проведению точных наблюдений. Однако FreemoVR предлагает иной подход, позволяя животным свободно перемещаться в VR-области.
Принцип работы FreemoVR
FreemoVR представляет собой арену, окруженную компьютерными экранами, которые погружают животных в виртуальный мир. Животные отслеживаются в 3D с помощью нескольких высокоскоростных камер, что позволяет в реальном времени корректировать видеоизображение на стенах в зависимости от их движения. Таким образом, виртуальное изображение соответствует действиям животного.
Захватывающие эксперименты и результаты
Исследователи провели несколько экспериментов с использованием FreemoVR для изучения реакции животных. Так, в одном из экспериментов зебрафисам показали рой инопланетян из видеоигры Space Invaders, спроецированных на стенки аквариума. Зебрафилы реагировали так, как будто инопланетяне были настоящими рыбами: они плыли к центру аквариума, как будто роились вместе с ними. По словам соавтора исследования Эндрю Строу, это привело к созданию удивительного "гибридного биологического компьютерного роя".
В другом эксперименте плодовые мушки наблюдали за полетом вокруг виртуального черного цилиндра так же, как они летали бы вокруг реального цилиндра, помещенного в арену. Это свидетельствовало о том, что мухи реагировали на виртуальный объект так же, как и на физический.
Кроме того, мышей помещали на круглую дорожку, отображаемую на большом телевизионном экране. Дорожка имела различные клетчатые узоры, причем одна сторона казалась более приподнятой, чем другая. Мыши избегали той стороны, которая выглядела более приподнятой, что повторяло их поведение, когда дорожка была физически приподнята.
Ограничения и будущие возможности
Несмотря на то что система FreemoVR позволяет значительно продвинуться в изучении поведения животных, она не лишена ограничений. В системе используются компьютерные экраны и проекторы, предназначенные для людей, поэтому она не может отображать изображения с поляризованным светом. Многие животные видят поляризованный свет и используют его в качестве компаса, что может повлиять на их поведение в VR-среде. Однако, несмотря на эти ограничения, FreemoVR позволяет исследователям максимально приблизить поведение животных к реальной жизни в контролируемых лабораторных условиях.
