Жутковатое свечение кошачьих глаз в темноте – это не магия, а удивительная адаптация, которая очаровывала людей на протяжении тысячелетий. Помимо фольклора, это естественное явление привело к неожиданному изобретению, которое до сих пор спасает жизни: светоотражающие маркеры, встроенные в дороги по всему миру. Но история на этом не заканчивается. Современные ученые изучают кошачьи глаза, чтобы улучшить камеру, робототехнику и системы наблюдения.
Удачное изобретение: от кошек к Catseye®
В 1933 году британский бизнесмен Перси Шоу чуть не съехал с темной дороги в Йоркшире. Спасителем стала кошка, чьи глаза отразили свет фар, предупредив его об опасности. Этот момент подтолкнул его к идее: дороги можно сделать светоотражающими, как кошачьи глаза. В течение года он запатентовал светоотражатели Catseye®, которые используют встроенные шипы для отражения света фар обратно на водителей, улучшая видимость в условиях низкой освещенности.
Как работают кошачьи глаза: Tapetum Lucidum
Секрет кроется в слое за сетчаткой, называемом tapetum lucidum. У людей этой отражающей поверхности нет. Когда свет попадает в кошачий глаз, любой свет, который не поглощается сетчаткой, отражается от tapetum lucidum и возвращается, давая сетчатке второй шанс его уловить. Именно поэтому кошачьи глаза кажутся светящимися при освещении: вы видите свет, отражающийся от этого внутреннего зеркала.
Эта адаптация значительно повышает светочувствительность, позволяя кошкам (и другим животным, таким как коровы, овцы и даже дельфины) видеть в условиях почти полной темноты. Животные, активные в течение дня, включая людей, белок и свиней, обычно не имеют tapetum lucidum, потому что им не нужен такой уровень ночного зрения. Интересно, что у собак часто есть этот слой, но у некоторых пород с голубыми глазами или небольшим размером его может не быть.
Современные применения: био-вдохновленные технологии
Кошачий глаз оказался ценным источником вдохновения для передовых технологий. Доктор Ёнг Мин Сонг, профессор электротехники, недавно разработал камеру, имитирующую tapetum lucidum. Включив отражающий слой, камера значительно улучшила работу при слабом освещении без дополнительной энергии.
Сонг также смоделировал диафрагму камеры по образцу вертикальной щелевидной зрачки кошки. Эта форма служит двойному назначению: уменьшает блики при ярком свете и делает очертания более четкими для точной оценки расстояния. Тесты показали, что эта конструкция значительно улучшила обнаружение камуфляжа, облегчив обнаружение скрытых объектов в сложных сценах.
«Кошачьи глаза давно меня очаровывают, особенно их способность видеть четко в экстремально широком диапазоне освещенности – от яркого дневного света до почти полной темноты.» — Доктор Ёнг Мин Сонг
Будущие возможности
Последствия выходят за рамки фотографии. Сонг считает, что эти принципы могут революционизировать машинное зрение, автономные системы и устройства наблюдения. Цель состоит в том, чтобы создать технологию, которая надежно работает в любых условиях освещения.
Дорожные шипы Перси Шоу спасли бесчисленное количество жизней, но будущее кошачьих инноваций только начинается. Ученые продолжают раскрывать секреты кошачьего зрения, что потенциально может привести к прорывам в различных областях. Скромный кошачий глаз является свидетельством силы био-вдохновленного дизайна, доказывающего, что природа содержит решения некоторых из наших самых насущных технологических проблем.
