Pohybová kamufláž - Motion camouflage - Wikipedia

Oslnění vyvolané rychle se pohybujícími pruhy viz Kamufláž § Oslnění pohybem.

Princip maskování pohybu napodobováním optického toku pozadí. Útočník letí směrem k cíli a zvolí cestu tak, aby zůstal na hranici mezi cílem a skutečným bodem za útočníkem; tato cesta se liší od klasického pronásledování a je často kratší (jak je znázorněno zde). Útočník se při zavírání na cíl blíží, ale jinak se zdá, že se nepohybuje.
Zvířata jako např žáby jsou velmi dobří v detekci pohybu,[1] dělat pohybovou kamufláž prioritou pro predátory.

Pohybová kamufláž je maskovat který poskytuje určitý stupeň utajení pro pohybující se objekt, vzhledem k tomu, že pohyb usnadňuje detekci objektů, i když jejich zbarvení odpovídá jejich pozadí nebo rozdělí jejich obrysy. Hlavní forma kamufláže pohybu a typ obecně míněný tímto výrazem zahrnuje napodobování útočníka optický tok pozadí, jak je vidět na jeho cíl. To umožňuje útočníkovi přiblížit se k cíli, zatímco se zdá, že zůstává nehybný z pohledu cíle, na rozdíl od klasického pronásledování (kdy se útočník neustále pohybuje přímo k cíli a často se zdá, že se cíli pohybuje do strany). Útočník si zvolí svoji letovou dráhu tak, aby zůstal na linii mezi cílem a nějakým orientačním bodem. Cíl tedy nevidí útočníka pohybovat se z bodu mezníku. Jediným viditelným důkazem toho, že se útočník pohybuje, je jeho rýsuje se, změna velikosti, jak se útočník blíží. Pohyb se také používá v celé řadě dalších kamuflážních strategií, včetně houpání, které napodobuje pohyby rostlin ve větru nebo oceánských proudech.

Poprvé objeveno v hoverflies v roce 1995 byla v jiném pořadí hmyzu prokázána pohybová kamufláž minimalizací optického toku, vážky, stejně jako ve dvou skupinách obratlovců, sokoli a echolokační netopýři. Vzhledem k tomu, že netopýři lovící v noci nemohou používat strategii maskování, byl pojmenován, popisující jeho mechanismus, jako konstantní absolutní směr cíle. Jedná se o efektivní naváděcí strategii a bylo navrženo, že protiletadlové střely by mohly těžit z podobných technik.

Kamufláž je někdy usnadněna pohybem, jako v listový mořský drak a nějaký držet hmyz. Tato zvířata doplňují svou pasivní kamufláž kýváním jako rostliny, což zpomaluje jejich rozpoznávání predátory.

Kamufláž přibližovacího pohybu

Další informace: Seznam maskovacích metod

Mnoho zvířat je vysoce citlivý na pohyb; například, žáby snadno detekujte malé pohyblivé tmavé skvrny, ale ignorujte ty stacionární.[1] Proto lze pohybové signály použít k poražení maskování.[2] Pohybující se objekty pomocí rušivá kamufláž vzory zůstávají hůře identifikovatelné než nemaskované objekty, zejména jsou-li v okolí další podobné objekty, i když jsou detekovány, takže pohyb zcela „nezlomí“ kamufláž.[3]Přesto nápadnost pohybu vyvolává otázku, zda a jak by mohl být maskován samotný pohyb. Existuje několik mechanismů.[2]

Predátoři jako tygři stopujte kořist velmi pomalu, abyste minimalizovali narážky na pohyb.

Tajné pohyby

Jednou strategií je minimalizovat skutečný pohyb, jako když dravci jako tygři stonek kořist pohybem velmi pomalu a nenápadně. Tato strategie účinně předchází potřebě maskovat pohyb.[2][4]

Minimalizace pohybového signálu

Je-li vyžadován pohyb, je jednou ze strategií minimalizovat pohybový signál, například vyhýbáním se mávání končetinami a výběrem vzorů, které nezpůsobují blikání při pohledu na kořist z přímého směru.[2] Sépie obecná může dělat to s jejich aktivní maskování výběrem vytváření pruhů v pravém úhlu k jejich přední-zadní ose, minimalizování pohybových signálů, které by byly vydávány okluzí a zobrazením vzoru při plavání.[5]

Narušení vnímání pohybu

Hlavním zamýšleným účelem bylo narušení vnímání pohybu cíle útočníkem oslnit maskování jak se používá na lodích v První světová válka, ačkoli jeho účinnost je sporná. Zdá se, že tento typ oslnění zvířata nepoužívají.[2]

Napodobování optického toku pozadí

The Australský císař vážka napodobuje optický tok svého pozadí pomocí kamufláže pohybu v reálném bodě, která mu umožňuje přiblížit se k soupeřům.

Některá zvířata napodobují optický tok pozadí, aby se zdálo, že se útočník při pohledu na cíl nehne. Toto je hlavní zaměření práce na pohybové maskování a je často považováno za její synonymum.[2][6]

Strategie pronásledování

Útočník může napodobit optický tok pozadí výběrem jeho letové dráhy tak, aby zůstal na linii mezi cílem a buď nějakým skutečným orientačním bodem, nebo bodem v nekonečné vzdálenosti (dává různé sledovací algoritmy). Proto se nevyhnutelně nepohybuje z bodu orientačního bodu, jak jej vidí cíl tkalcovské stavy větší jak se blíží. To není totéž jako pohybovat se přímo k cíli (klasické pronásledování): výsledkem je viditelný pohyb do strany se snadno zjistitelným rozdílem v optickém toku z pozadí. Tato strategie funguje bez ohledu na to, zda je pozadí hladké nebo strukturované.[6]

Tato pohybová kamuflážní strategie byla objevena a modelována jako algoritmy v roce 1995 M. V. Srinivasanem a M. Daveym, když studovali chování páření v USA hoverflies. Zdálo se, že samec hoverfly používá techniku ​​sledování k přiblížení se k potenciálním kamarádům.[6] Pohybová kamufláž byla pozorována ve vysokorychlostních územních bitvách mezi nimi vážky, kde muži z Australský císař vážka, Hemianax papuensis byli viděni, aby si vybrali své letové dráhy, aby vypadali nehybně u svých soupeřů v 6 z 15 setkání. Využili strategie reálného i nekonečného bodu.[7][8]

Sokoli použít kamufláž nekonečného bodu k uzavření kořisti.

Zdá se, že tato strategie funguje stejně dobře u hmyzu i obratlovců. Simulace ukazují, že pohybová kamufláž vede k efektivnější cestě pronásledování než klasické pronásledování (tj. Cesta pohybové kamufláže je kratší), ať už cíl letí přímkou ​​nebo zvolí cestu chaotickou. Dále, když klasické pronásledování vyžaduje, aby útočník letěl rychleji než cíl, útočník maskovaný pohybem může někdy zachytit cíl, přestože letí pomaleji než on.[9][2]

v plachtění, je již dlouho známo, že pokud míření z cíle na pronásledovatele zůstává konstantní, známé jako konstantní ložisko, klesající rozsah (CBDR), což odpovídá ekvivalentu stálého referenčního bodu v nekonečné vzdálenosti, jsou obě plavidla v kolizním kurzu, obě cestují přímočaře. V simulaci to lze snadno pozorovat, protože čáry mezi nimi zůstávají vždy rovnoběžné.[9][2]

Netopýři lovící hmyz a některé střely sledují cestu pronásledování do nekonečna, která se drží paralelně s cílem („Parallel navigation“), a to spíše kvůli své účinnosti než kvůli maskování.

Echolokační netopýři následovat nekonečný bod[2] cesta při lovu hmyzu ve tmě. Toto není pro maskování, ale pro efektivitu výsledné cesty, takže se strategie obecně nazývá konstantní absolutní směr cíle (CATD);[10][11][12] je ekvivalentní CBDR, ale umožňuje nepravidelné manévrování cíle.[13]

Studie sokolů různých druhů z roku 2014 (gyrfalcon, sokol rákosový, a sokol stěhovavý ) použitý videokamery namontované na hlavách nebo na zádech, aby sledovaly jejich přístupy ke kořisti. Porovnání pozorovaných cest s simulace různých pronásledovacích strategií ukázalo, že tito draví ptáci používali pohybovou kamuflážní cestu konzistentní s CATD.[13]

Strategie navádění raket čistého proporcionální navigace vedení (PPNG) velmi připomíná CATD strategii používanou netopýry.[14] Navrhli to biologové Andrew Anderson a Peter McOwan protiletadlové střely mohli využít pohybovou kamufláž, aby snížili své šance na odhalení. Otestovali své nápady na lidech hrajících na počítači válečná hra.[15]Zákony řízení k dosažení pohybové maskování byly matematicky analyzovány. Výsledné cesty se ukázaly být extrémně efektivní, často lepší než klasické pronásledování. Pronásledování pomocí kamufláže může být proto přijato jak predátory, tak raketovými inženýry (jako „paralelní navigace“, pro algoritmus nekonečného bodu) pro své výkonnostní výhody.[16][17]

Strategie útoku[13]
StrategiePopisMaskovací efektPoužívá se podle druhů
Klasické pronásledování (usilovat o vedení )Vždy se pohybujte rovně k aktuální poloze cíle (nejjednodušší strategie)Žádné, cíl vidí pronásledovatele pohybujícího se proti pozadíVčely medonosné, mouchy, tygří brouci[13]
Kamufláž pohybu v reálném boděPo celou dobu se pohybujte směrem k udržování cíle mezi ním a bodem blízko začátku pronásledovatelePronásledovatel zůstává nehybný na pozadí (ale je větší)Vážky, vznášečky[13]
Kamufláž pohybu v nekonečnu
(CATD, „Parallel navigation“)		Pohybujte směrem k cíli udržující linii k cíli paralelně k linii mezi startem pronásledovatele a cílem na začátkuPronásledovatel zůstává na obloze stálým směremPsi, lidé, hoverflies, teleost ryby, netopýři, sokoli[13]

Kamufláž pohybem

Kryptické pakobylka Extatosoma tiaratum houpá se ve větru jako listí.

Kývání: pohybová krypse nebo maškaráda

Kymácející chování praktikují vysoce kryptická zvířata, jako je listový mořský drak, pakobylka Extatosoma tiaratum, a kudlanky. Tato zvířata svým zbarvením připomínají vegetaci, nápadně rušivé obrysy těla s listovými přídavky a schopnost houpat se efektivně jako rostliny, které napodobují. E. tiaratum aktivně se houpá sem a tam nebo ze strany na stranu, když je narušen nebo když je poryv vítr, s frekvence distribuce jako listí šustící ve větru. Toto chování může představovat pohybovou krypsu, zabraňující detekci predátory nebo pohybovou maškarádu, podporující nesprávnou klasifikaci (jako něco jiného než kořist) nebo jejich kombinaci, a bylo proto také popsáno jako forma pohybové maskování.[18][19]

Reference

  1. ^ A b Anstis, Stuart (1. června 2015). „Vidět nevěří“. Vědec. Citováno 28. dubna 2017.
  2. ^ A b C d E F G h i Troscianko, T. (2011). Stevens, Martin; Merilaita, Sami (eds.). Kamufláž zvířat: mechanismy a funkce. Cambridge University Press. str. 128–130. ISBN  978-1-139-49623-0.
  3. ^ Hall, Joanna R .; Cuthill, Innes C .; Baddeley, Roland; Shohet, Adam J .; Scott-Samuel, Nicholas E. (7. května 2013). „Kamufláž, detekce a identifikace pohyblivých cílů“. Sborník královské společnosti B. 280 (1578): 20130064. doi:10.1098 / rspb.2013.0064. PMC  3619462. PMID  23486439.
  4. ^ Macdonald, David; Loveridge, Andrew (2010). The Biology and Conservation of Wild Felids. Oxford University Press. str. 84–. ISBN  978-0-19-923444-8.
  5. ^ Shohet, A.J .; Baddeley, R.J .; Anderson, J.C .; Kelman, E.J .; Osorio, D. (2006). „Reakce sépií na vizuální orientaci substrátů, průtok vody a model pohybové kamufláže“ (PDF). Journal of Experimental Biology. 209 (23): 4717–4723. doi:10.1242 / jeb.02580. PMID  17114404. S2CID  2485460.
  6. ^ A b C Srinivasan, M. V. & Davey, M. (1995). "Strategie pro aktivní maskování pohybu". Proc. R. Soc. Lond. B. 259 (1354): 19–25. Bibcode:1995RSPSB.259 ... 19S. doi:10.1098 / rspb.1995.0004. S2CID  131341953.
  7. ^ Hopkin, Michael (5. června 2003). „Zprávy o přírodě“. Let vážky triky oko. Nature.com. Citováno 16. ledna 2012.
  8. ^ Mizutani, A. K .; Chahl, J. S .; Srinivasan, M. V. (5. června 2003). "Chování hmyzu: Kamufláž pohybu u vážek". Příroda. 65 (423): 604. Bibcode:2003 Natur.423..604M. doi:10.1038 / 423604a. PMID  12789327. S2CID  52871328.
  9. ^ A b Glendinning, Paul (27. ledna 2004). „Motion Camouflage“. Mathematics of Motion Camouflage. 271 (1538): 477–81. doi:10.1098 / rspb.2003.2622. PMC  1691618. PMID  15129957.
  10. ^ Ghose, K '; Horiuchi, T .; Krishnaprasad, P. S .; Moss, C. (2006). „Echolokační netopýři využívají téměř časově optimální strategii k zachycení kořisti“. PLOS Biology. 4 (5): 865–873. doi:10.1371 / journal.pbio.0040108. PMC  1436025. PMID  16605303.
  11. ^ Reddy, P. V .; Justh, E. W .; Krishnaprasad, P. S. (2007). „Pohybová kamufláž se zpožděním senzoru motoru“ (PDF). 2007 46. konference IEEE o rozhodování a kontrole. 1660–1665. doi:10.1109 / CDC.2007.4434522. ISBN  978-1-4244-1497-0. S2CID  1114039.
  12. ^ Gonzalez-Bellido, Paloma T .; Fabian, Samuel T .; Nordström, Karin (prosinec 2016). "Detekce cíle u hmyzu: optická, neurální a behaviorální optimalizace". Aktuální názor v neurobiologii. 41: 122–128. doi:10.1016 / j.conb.2016.09.001. PMID  27662056. S2CID  3524650.
  13. ^ A b C d E F Amador Kane, Suzanne; Zamani, Marjon (2014). „Sokoli sledují kořist pomocí vizuálních pohybových podnětů: nové perspektivy kamer přenášených zvířaty“. Journal of Experimental Biology. 217 (2): 225–234. doi:10.1242 / jeb.092403. PMC  3898623. PMID  24431144.
  14. ^ Justh, Eric W. (2010). Armstrong, Robert E .; Drapeau, Mark D .; Loeb, Cheryl A .; Valdes, James L. (eds.). Učení bezpilotního vozidla od echolokačních netopýrů. Bio-inspirovaná inovace a národní bezpečnost. Press University národní obrany. str. 157–168. GGKEY: YX732WBJBQN.
  15. ^ Graham-Rowe, Duncan (28. června 2003). „Dragonfly trick dělá raketám těžší se vyhnout“. Nový vědec. Citováno 27. dubna 2017.
  16. ^ Justh, E. W .; Krishnaprasad, P. S. (2006). "Zákony řízení pro kamufláž pohybu". Sborník královské společnosti A. 462 (2076): 3629. arXiv:matematika / 0508023. Bibcode:2006RSPSA.462.3629J. CiteSeerX  10.1.1.236.1470. doi:10.1098 / rspa.2006.1742. S2CID  7992554.
  17. ^ Carey, N.E .; Ford, J. J .; Chahl, J. S. (2004). „Biologicky inspirované vedení pro pohybovou kamufláž“. 5. asijská kontrolní konference IEEE. doi:10.1109 / ASCC.2004.184905 (neaktivní 11. 11. 2020).CS1 maint: DOI neaktivní od listopadu 2020 (odkaz)
  18. ^ Bian, Xue; Elgar, Mark A .; Peters, Richard A. (2016). „Kymácející chování Extatosoma tiaratum: pohybová kamufláž v hůlkovém hmyzu?“. Ekologie chování. 27 (1): 83–92. doi:10.1093 / beheco / arv125.
  19. ^ O'Dea, J. D. (1991). „Eine zusatzliche nebo alternativní Funktion der 'kryptischen' Schaukelbewegung bei Gottesanbeterinnen und Stabschrecken (Mantodea, Phasmatodea)". Entomologische Zeitschrift. 101 (1–2): 25–27.

externí odkazy