New insight into functional eye evolution: seeing the world through moving photoreceptors.

对眼睛功能进化的新见解:通过移动的感光器看世界。

基本信息

  • 批准号:
    BB/X006247/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 85.01万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

We wish to understand how insects perceive the 3-dimensional world they live in and use this knowledge to simulate what they see, mathematically. We have made the first critical step of this unique approach by generating a new theory that predicts how well a fruit fly sees 3-dimensional objects and demonstrated its accuracy in predicting neural responses and visual behaviours. This proposal aims for the next step: to test and expand this approach to other insects, in which eyes and brains have adapted to different lifestyles and environments, to decipher stereo vision from a completely new dynamic perspective.To move efficiently, animals must continuously work out their x,y,z-positions in respect to real-world objects, and many animals have a pair of eyes to achieve this. How photoreceptors actively sample the eyes' optical image disparity is not understood because this fundamental information-limiting step has not been investigated in vivo over the eyes' whole sampling matrix. This integrative multiscale study aims to advance our current understanding of stereopsis in insect compound eyes, from static image disparity comparison to a new morphodynamic active sampling theory. It is designed, using experiments and theory, to reveal and analyse how photomechanical photoreceptor microsaccades in the butterfly, honeybees, ant and housefly eyes have adapted through evolution to provide super-resolution 3D vision. This research aims to reveal how well each of these insect species see the three-dimensional world, and use this information to predict their visual capabilities and behaviours. Moreover, the results obtained with this research have real potential to provide new algorithms for robotic sensing and three-dimensional machine vision.
我们希望了解昆虫如何看待他们所生活的三维世界,并利用这些知识来模拟它们所看到的东西。我们通过生成一种新理论来预测果蝇如何看待三维对象,并证明其在预测神经反应和视觉行为方面的准确性,从而迈出了这种独特方法的第一步。该提议的目的是下一步:要测试和将这种方法扩展到其他昆虫,在这些昆虫中,眼睛和大脑已经适应了不同的生活方式和环境,从一个全新的动态角度来解密立体视觉,为了有效地移动,动物必须不断地锻炼X,Y,Z位置,Y,Z位置在现实世界中,许多动物都可以实现这一眼睛的眼睛。光感受器如何积极地采样眼睛的光学图像差异,因为尚未在眼睛的整个采样矩阵上在体内研究这种基本信息限制步骤。这项综合多尺度研究旨在促进我们目前对昆虫复合眼睛中立体的理解,从静态图像差异到新的形态动力学活跃抽样理论。它是使用实验和理论设计的,以揭示和分析蝴蝶,蜜蜂,蚂蚁和Housefly Eyes中的光机械光感受器微观环节如何通过进化来提供超级分辨率3D视觉。这项研究旨在揭示这些昆虫物种中的每一个都如何看待三维世界,并使用这些信息来预测其视觉能力和行为。此外,通过这项研究获得的结果具有真正的潜力,可以为机器人传感和三维机器视觉提供新的算法。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bumblebees socially learn behaviour too complex to innovate alone
大黄蜂的社交学习行为过于复杂,无法单独创新
  • DOI:
    10.1038/s41586-024-07126-4
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    64.8
  • 作者:
    Bridges A
  • 通讯作者:
    Bridges A
Theory of Morphodynamic Information Processing: Linking Sensing to Behaviour
  • DOI:
    10.20944/preprints202308.1210.v1
  • 发表时间:
    2023-08-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Juusola,Mikko;Takalo,Jouni;Chittka,Lars
  • 通讯作者:
    Chittka,Lars
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    2023
  • 资助金额:
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  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 85.01万
  • 项目类别:
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