虛擬現實技術不僅應用于人類的工作和生活,科學家也為一些動物打造了虛擬世界。
動物的虛擬世界有何用?
小動物們做出各種舉動和決策時,在想什么?為了更好地研究動物們的行為和大腦活動,例如了解當小老鼠害怕時,它的大腦哪個部分在活動,科學家在十幾年前就開始為它們設計虛擬現實世界。
虛擬現實打開了一扇進入動物大腦的大門,這些研究有些可以幫助了解人類大腦,有些則會啟發(fā)技術創(chuàng)新。
給老鼠戴上VR眼鏡
小鼠常常被用作人類大腦研究的替代品。在過去十幾年間,研究人員為小鼠創(chuàng)造各種虛擬世界,其通常是圍繞著動物的投影屏幕來實現的,就像我們看電影一樣。但是,小鼠能看到投影之外的實驗室空間,這讓它們無法專心。
在早期的實驗中,實驗鼠被固定在球形跑步機上看虛擬現實電影。
現在,美國西北大學的科學家為小鼠研發(fā)了一款迷你VR眼鏡,眼鏡可以遮擋其他無關畫面,能給小鼠身臨其境的體驗。佩戴好眼鏡之后將小鼠放在跑步機上,眼鏡可以模擬小鼠在活動時看到的場景。
斑馬魚的虛擬生活
一條小斑馬魚努力向前游,它以為自己正在河流中逆流而上,不時隨著水流的變化調整游動的姿態(tài)。然而,它哪兒也沒去。
斑馬魚全身透明,是很好的研究對象。
原來,這是研究人員給斑馬魚創(chuàng)造的虛擬現實景象。斑馬魚在一臺顯微鏡的載物臺上,投影設備在載物臺的下方,通過光影的變化模擬水下環(huán)境。而連接在斑馬魚身上的檢測器能實時將魚的神經元活動情況傳輸給計算機,計算機再根據信號對水下的場景做相應的調整。研究人員可以通過儀器上方的顯微鏡跟蹤觀察它們身體內部的變化,并研究斑馬魚的大腦變化。
蟑螂的遠足
一只蟑螂發(fā)現自己身處樹林中,它走走停停,不時豎起觸角試圖感知周圍的環(huán)境,但是這片森林沒有氣味、聲音,它只能靠視覺分辨方向。它喜歡躲在黑暗的樹影下,大多數時候它繞過大樹,有時它卻徑直穿過一棵樹。最后,它走到了樹林的邊緣,并一直繞著邊緣走……
在這臺實驗設備中,可以在球形內壁上投影各種虛擬現實畫面
蟑螂、老鼠等動物則在中間小球上行走。
其實,蟑螂站在球形裝置內的無摩擦泡沫球上,當它走動時,這個圓球會轉動,給它一種在移動的錯覺。而樹林則是虛擬現實畫面。
研究人員發(fā)現蟑螂并不是漫無目的地行走,它一直在尋找黑暗的藏身之處,投影中森林邊緣正是最黑的地方。
飛蛾如何乘風破浪
一只雄性飛蛾在霧氣繚繞的森林中飛行,有時空氣中飄來同類雌性信息素的氣味,有時眼前突然出現天敵,但是飛蛾沒有因為急于與同類會合而橫沖直撞,也沒有因為躲避天敵而慌不擇路,總能及時調整飛行姿態(tài),繞過障礙物。
不過,飛蛾經歷的這一切都是虛擬現實創(chuàng)造的,森林是虛擬現實投影,氣味是模擬器中釋放的,而飛蛾則被固定在模擬器中,頭部連接微型電子跟蹤設備。
研究表明,在飛行中,飛蛾會根據可見范圍內的環(huán)境提前確定路線。對飛蛾飛行模式的研究將有助于小型自主無人駕駛飛行設備的研發(fā)。
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