Камуфляж движения
Камуфляж движения — это камуфляж , который обеспечивает определенную степень сокрытия движущегося объекта, поскольку движение позволяет легко обнаружить объекты, независимо от того, насколько хорошо их окраска соответствует фону или разбивает их контуры .
Основная форма камуфляжа движения и тип, обычно подразумеваемый под этим термином, включает в себя имитацию злоумышленником оптического потока фона, видимого его целью. Это позволяет атакующему приблизиться к цели, оставаясь при этом неподвижным с точки зрения цели, в отличие от классического преследования (когда атакующий все время движется прямо к цели и часто кажется, что цель движется вбок). Атакующий выбирает траекторию полета так, чтобы оставаться на линии между целью и какой-либо ориентирной точкой. Таким образом, цель не видит, как атакующий движется от ориентира. Единственное видимое свидетельство того, что злоумышленник движется, — это его приближение , то есть изменение размера по мере приближения злоумышленника.
Камуфляжу иногда способствует движение, как у листоватого морского дракона и некоторых палочников . Эти животные дополняют свою пассивную маскировку, раскачиваясь, как растения, на ветру или океанских течениях, задерживая их распознавание хищниками.
Впервые обнаруженный у журчалок в 1995 году, камуфляж движения путем минимизации оптического потока был продемонстрирован у другого отряда насекомых, стрекоз , а также у двух групп позвоночных животных : соколов и с эхолокацией летучих мышей . Поскольку летучие мыши, охотящиеся ночью, не могут использовать стратегию маскировки, ее механизм был назван постоянным абсолютным направлением цели. Это эффективная стратегия самонаведения, и было высказано предположение, что зенитные ракеты могут извлечь выгоду из подобных методов.
Камуфляж движения приближения
[ редактировать ]Многие животные очень чувствительны к движению ; например, лягушки легко обнаруживают небольшие движущиеся темные пятна, но игнорируют стационарные. [1] Следовательно, сигналы движения можно использовать для преодоления маскировки. [2] Движущиеся объекты с разрушительным камуфляжем труднее идентифицировать, чем незамаскированные объекты, особенно если поблизости находятся другие подобные объекты, даже если они обнаружены, поэтому движение не полностью «нарушает» камуфляж. [3] Тем не менее, заметность движения поднимает вопрос о том, можно ли и как можно замаскировать само движение. Возможны несколько механизмов. [2]
Скрытные движения
[ редактировать ]Одна из стратегий состоит в том, чтобы свести к минимуму фактическое движение, например, когда хищники , такие как тигры, преследуют добычу, двигаясь очень медленно и незаметно. Эта стратегия эффективно позволяет избежать необходимости маскировать движение. [2] [4]
Минимизация сигнала движения
[ редактировать ]Когда требуется движение, одна из стратегий состоит в том, чтобы минимизировать сигнал движения, например, избегая размахивания конечностями и выбирая модели, которые не вызывают мерцания, когда жертва видит их прямо вперед. [2] Каракатицы , возможно, делают это с помощью своего активного камуфляжа , выбирая формирование полос под прямым углом к их передней и задней оси, сводя к минимуму сигналы движения, которые могут быть поданы путем перекрытия и отображения рисунка во время плавания. [5]
Нарушение восприятия движения
[ редактировать ]Нарушение восприятия атакующим движения цели было основной целью ослепляющего камуфляжа , который использовался на кораблях во время Первой мировой войны , хотя его эффективность оспаривается. Этот тип ослепления, похоже, не используется животными. [2]
Имитация оптического потока фона
[ редактировать ]
Некоторые животные имитируют оптический поток фона, так что нападающий не движется, когда его видит цель. Это основной акцент в работе над камуфляжем движения, и его часто рассматривают как синоним. [2] [6]
Стратегии преследования
[ редактировать ]Злоумышленник может имитировать оптический поток фона, выбирая траекторию полета так, чтобы оставаться на линии между целью и какой-либо реальной ориентирной точкой или точкой на бесконечном расстоянии (что дает разные алгоритмы преследования). Поэтому он не удаляется от ориентира, видимого целью, хотя по мере приближения он неизбежно становится больше . Это не то же самое, что движение прямо к цели (классическое преследование): это приводит к видимому боковому движению с легко обнаруживаемым отличием оптического потока от фона. Стратегия работает независимо от того, является ли фон простым или текстурированным. [6]
Эта стратегия маскировки движения была открыта и смоделирована в виде алгоритма в 1995 году М. В. Сринивасаном и М. Дэйви, когда они изучали брачное поведение журчалок . Самец журчалки, судя по всему, использовал технику слежения, чтобы приблизиться к потенциальным партнерам. [6] Камуфляж движения наблюдался в высокоскоростных территориальных битвах между стрекозами , где самцы австралийской императорской стрекозы Hemianax papuensis выбирали траекторию полета так, чтобы казаться своим соперникам неподвижными в 6 из 15 встреч. Они использовали стратегии как реальной точки, так и стратегии бесконечной точки. [7] [8]
Похоже, что эта стратегия одинаково хорошо работает как у насекомых, так и у позвоночных. Моделирование показывает, что маскировка движения обеспечивает более эффективный путь преследования, чем классическое преследование (т. е. путь маскировки движения короче), независимо от того, летит ли цель по прямой или выбирает хаотичный путь. Кроме того, там, где классическое преследование требует, чтобы атакующий летел быстрее цели, атакующий, замаскированный движением, иногда может захватить цель, несмотря на то, что он летит медленнее, чем она. [9] [2]
В парусном спорте давно известно, что если пеленг от цели до преследователя остается постоянным, известный как постоянный пеленг, уменьшающаяся дальность (CBDR), что эквивалентно взятию фиксированной контрольной точки на бесконечном расстоянии, два судна сталкиваются. Конечно, оба едут по прямой. В моделировании это легко наблюдать, поскольку линии между ними всегда остаются параллельными. [9] [2]
Эхолокирующие летучие мыши следуют за точкой бесконечности [2] путь при охоте на насекомых в темноте. Это делается не для маскировки, а для эффективности полученного пути, поэтому стратегию обычно называют постоянным абсолютным целевым направлением (CATD); [10] [11] [12] он эквивалентен CBDR, но позволяет цели беспорядочно маневрировать. [13]
Исследование, проведенное в 2014 году на соколах разных видов ( кречет , балобан и сапсан ), использовало видеокамеры, установленные на их головах или спинах, для отслеживания их приближения к добыче. Сравнение наблюдаемых траекторий с моделированием различных стратегий преследования показало, что эти хищные птицы использовали траекторию маскировки движения, соответствующую CATD. [13]
Стратегия чисто пропорционального навигационного наведения (PPNG) ракеты очень напоминает стратегию CATD, используемую летучими мышами. [14] Биологи Эндрю Андерсон и Питер МакОуэн предположили, что зенитные ракеты могут использовать маскировку движения, чтобы снизить шансы на обнаружение. Они проверили свои идеи на людях, играющих в компьютерную военную игру . [15] Законы управления для достижения маскировки движения были проанализированы математически. Полученные пути оказываются чрезвычайно эффективными, часто лучше, чем классическое преследование. Таким образом, маскировочное преследование движения может быть использовано как хищниками, так и инженерами-ракетчиками (как «параллельная навигация» для алгоритма бесконечной точки) из-за его преимуществ в производительности. [16] [17]
| Стратегия | Описание | Камуфляжный эффект | Используется по видам |
|---|---|---|---|
| Классическое преследование ( руководство по преследованию ) | Всегда двигайтесь прямо к текущей позиции цели (самая простая стратегия) | Нет, цель видит, как преследователь движется на фоне | Медоносные пчелы, мухи, тигровые жуки [13] |
| Камуфляж движения в реальном времени | Двигайтесь к цели, все время держась между ней и точкой рядом со стартом преследователя. | Преследователь остается неподвижным на фоне (но выглядит крупнее) | Стрекозы, журчалки [13] |
| Камуфляж движения в бесконечной точке (CATD, «Параллельная навигация») | Двигайтесь к цели, сохраняя линию к цели параллельно линии между стартом преследователя и целью при старте. | Преследователь остается в постоянном направлении в небе | Собаки, люди, журчалки, костистые рыбы, летучие мыши, соколы [13] |
Камуфляж по движению
[ редактировать ]Покачивание: крипсис движения или маскарад
[ редактировать ]Покачивающееся поведение практикуется весьма загадочными животными, такими как листовой морской дракон , палочник Extatosoma tiaratum и богомолы . Эти животные напоминают растительность своей окраской, поразительно разрушительными очертаниями тела с листовидными придатками и способностью эффективно раскачиваться, как растения, которым они имитируют. E. tiaratum активно раскачивается вперед-назад или из стороны в сторону, если его потревожить или при порыве ветра , с распределением частоты, напоминающим шелест листвы на ветру. Такое поведение может представлять собой крипсис движения, предотвращающий обнаружение хищниками, или маскировку движения, способствующую неправильной классификации (как чего-то иного, чем добыча), или комбинацию того и другого, и, соответственно, также описывается как форма камуфляжа движения. [18] [19]
Загадочное палочник Extatosoma tiaratum покачивается на ветру, как листва.- Хищные богомолы демонстрируют камуфляж движения
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Анстис, Стюарт (1 июня 2015 г.). «Увидеть не значит поверить» . Ученый . Проверено 28 апреля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Троцянко, Т. (2011). Стивенс, Мартин; Мерайлайта, Сами (ред.). Камуфляж животных: механизмы и функции . Издательство Кембриджского университета. стр. 128–130. ISBN 978-1-139-49623-0 .
- ^ Холл, Джоанна Р.; Катхилл, Иннес К.; Бэддели, Роланд; Шохет, Адам Дж.; Скотт-Сэмюэл, Николас Э. (7 мая 2013 г.). «Маскировка, обнаружение и идентификация движущихся целей» . Труды Королевского общества Б. 280 (1578): 20130064. doi : 10.1098/rspb.2013.0064 . ПМЦ 3619462 . ПМИД 23486439 .
- ^ Макдональд, Дэвид; Ловеридж, Эндрю (2010). Биология и охрана диких кошачьих . Издательство Оксфордского университета. стр. 84–. ISBN 978-0-19-923444-8 .
- ^ Шохет, Эй Джей; Бэддели, Р.Дж.; Андерсон, Дж. К.; Кельман, Э.Дж.; Осорио, Д. (2006). «Реакция каракатиц на визуальную ориентацию субстрата, поток воды и модель камуфляжа движения» (PDF) . Журнал экспериментальной биологии . 209 (23): 4717–4723. дои : 10.1242/jeb.02580 . ПМИД 17114404 . S2CID 2485460 .
- ^ Jump up to: а б с Сринивасан, М.В. и Дэйви, М. (1995). «Стратегии активной маскировки движения». Учеб. Р. Сок. Лонд. Б. 259 (1354): 19–25. Бибкод : 1995РСПСБ.259...19С . дои : 10.1098/rspb.1995.0004 . S2CID 131341953 .
- ^ Хопкин, Майкл (5 июня 2003 г.). «Новости природы» . Полет стрекозы обманывает глаз . Nature.com. дои : 10.1038/news030602-10 . Проверено 16 января 2012 г.
- ^ Мизутани, АК; Чал, Дж. С.; Шринивасан, М.В. (5 июня 2003 г.). «Поведение насекомых: камуфляж движений у стрекоз» . Природа . 65 (423): 604. Бибкод : 2003Natur.423..604M . дои : 10.1038/423604a . ПМИД 12789327 . S2CID 52871328 .
- ^ Jump up to: а б Глендиннинг, Пол (27 января 2004 г.). «Камуфляж движения» . Математика камуфляжа движения . 271 (1538): 477–81. дои : 10.1098/rspb.2003.2622 . ПМЦ 1691618 . ПМИД 15129957 .
- ^ Гозе, К'; Хориучи, Т.; Кришнапрасад, PS; Мосс, К. (2006). «Летучие мыши, обладающие эхолокацией, используют почти оптимальную по времени стратегию перехвата добычи» . ПЛОС Биология . 4 (5): 865–873. дои : 10.1371/journal.pbio.0040108 . ПМК 1436025 . ПМИД 16605303 .
- ^ Редди, ПВ; Джаст, EW; Кришнапрасад, П.С. (2007). «Камуфляж движения с сенсомоторной задержкой» (PDF) . 2007 46-я конференция IEEE по принятию решений и управлению . стр. 1660–1665. дои : 10.1109/CDC.2007.4434522 . ISBN 978-1-4244-1497-0 . S2CID 1114039 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 января 2018 г.
- ^ Гонсалес-Беллидо, Палома Т.; Фабиан, Сэмюэл Т.; Нордстрем, Карин (декабрь 2016 г.). «Обнаружение целей у насекомых: оптическая, нейронная и поведенческая оптимизация» . Современное мнение в нейробиологии . 41 : 122–128. дои : 10.1016/j.conb.2016.09.001 . hdl : 1912/8647 . ПМИД 27662056 . S2CID 3524650 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Амадор Кейн, Сюзанна; Замани, Марджон (2014). «Соколы преследуют добычу, используя визуальные сигналы движения: новые перспективы с камер, установленных на животных» . Журнал экспериментальной биологии . 217 (2): 225–234. дои : 10.1242/jeb.092403 . ПМЦ 3898623 . ПМИД 24431144 .
- ^ Джаст, Эрик В. (2010). Армстронг, Роберт Э.; Драпо, Марк Д.; Леб, Шерил А.; Вальдес, Джеймс Л. (ред.). Обучение управлению беспилотными транспортными средствами с помощью эхолокирующих летучих мышей . Издательство Национального университета обороны. стр. 157–168. GGKEY:YX732WBJBQN.
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ Грэм-Роу, Дункан (28 июня 2003 г.). «Уловка со стрекозой делает уклонение от ракет сложнее» . Новый учёный . Проверено 27 апреля 2017 г.
- ^ Джаст, EW; Кришнапрасад, П.С. (2006). «Руководящие законы для маскировки движения». Труды Королевского общества А. 462 (2076): 3629. arXiv : math/0508023 . Бибкод : 2006RSPSA.462.3629J . CiteSeerX 10.1.1.236.1470 . дои : 10.1098/rspa.2006.1742 . S2CID 7992554 .
- ^ Кэри, штат Невада; Форд, Джей-Джей; Чал, Дж. С. (2004). «Биологически обоснованное руководство по маскировке движения» . 5-я Азиатская конференция по управлению IEEE . ISBN 0-7803-8873-9 . S2CID 34907101 .
- ^ Бянь, Сюэ; Элгар, Марк А.; Питерс, Ричард А. (2016). «Покачивающееся поведение Extatosoma tiaratum: камуфляж движения палочника?» . Поведенческая экология . 27 (1): 83–92. дои : 10.1093/beheco/arv125 .
- ^ О'Ди, Джей Ди (1991). «Дополнительная или альтернативная функция «загадочного» покачивания у богомолов и палочников (Mantodea, Phasmatodea)». Энтомологический журнал . 101 (1–2): 25–27.
