仿生学在浑水中看电视

在处理灾难或搜索物体时，通常使用带摄像头的机器人或无人机。然而，传统的照相机在黑暗的黑暗水中使用相当有限，例如在污水管或浑浊沉淀的湖中。波恩大学的动物学家现在开发了一种适用于这种操作条件的专用摄像机：以非洲象鼻鱼(Gnathonemus petersii)为模型，它在浑浊的水域中提供“电子色彩”的“电子图像”。研究人员现在将他们的仿生发展呈现在Bioinspiration&Biomimetics期刊上。

象鼻鱼是夜行性的，因此在猎食时不能依赖于它们的眼睛。尾部有一个电子琴，它们每秒可产生高达80次的短电脉冲。皮肤中的电感受器器官，特别是它们的躯干状下巴，测量脉冲如何被环境调节。通过这种电感，鱼可以估计距离，感知形状和材料，甚至可以区分生物和死物。在几分之一秒内，他们利用电脉冲来探测蚊子幼虫(他们最喜欢的猎物)藏在栖息地底部的位置。

波恩大学动物研究所的Gerhard von der Emde教授周围的研究人员多年来一直在研究非洲象鼻鱼的奇异电敏感是如何起作用的。鱼使用两种不同类型的电子受体进行“主动电子定位”。一个仅测量信号的强度，另一个测量脉冲的波形。“我们最近能够证明这些鱼使用两个读数的比例来识别它的猎物，”von der Emde报道。这产生了类似于人眼感知的视觉颜色的“电色”，但是通过电信号而不是可见光。

应用基础研究的结果

波恩大学动物学研究所的Gerhard von der Emde教授，博士生Martin Gottwald和Hendrik Herzog博士利用他们对Elephantnose鱼基础研究的发现，开发了基于该活动模型的第一个相机原型电磁定位。“使用这种'仿生'电动相机，可以在没有任何光线的情况下拍摄物体的'电子图像'，即使在阴暗的环境中，也可以分析所描绘物体的电气和空间特性，”von der Emde报道。

像Elephantnose鱼一样，相机会在自身周围产生一个微弱的电场，并在其表面捕获物体的电子图像，其表面有几个传感器(电极)。正如研究人员所报告的那样，各种自然物体，如鱼，植物或木材，以及人工测试物体，如铝或塑料制成的球体或棒，都以这种方式由相机测量和表征。“在活跃电子定位过程中，象鼻鱼使用的分析参数与此相同，”Hendrik Herzog博士说。例如，到物体的距离可以通过图像模糊的程度来确定。

动画对象产生不同的电子颜色

动物物体，如鱼和植物，产生了不同的“电色” - 它们也被电鱼识别。“补充评估显示，电子图像也可用于确定被测物体的”电气轮廓“，与其光学轮廓类似，可以提供有关形状和方向的信息，”主要作者Martin Gottwald表示。与视觉测量相反，所有这些电图像参数不受阴天或黑暗环境的影响。在传统眼睛或相机系统发生故障的情况下，电动相机可以实现无遮挡的视野。

该研究的结果表明，仿生方法可用于开发新颖的电子摄像系统，例如，便于在浑水中进行基于机器人或无人机的检查。此外，科学家还看到了许多其他电子相机应用，包括材料控制，设备监控和医疗应用。此外，电动摄像机还可以支持基础生物学研究，并有助于提高对弱电鱼主动电子定位的理解。

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