Новый метод, разработанный учеными из Бристольского университета, позволяет определить оптимальную цветовую гамму для покрытия объекта, чтобы сделать его как можно более видимым или скрытым в любой заданной среде. И при этом может помочь дать представление о том, как эволюционировала окраска животных.

Авторы, все члены Университетской камолаборатории, считают, что их новый метод, названный Камуфляжной машиной, может быть очень полезен для эволюционных биологов, пытающихся понять, как развивалась окраска, а также может объяснить компромиссы между маскировкой или очень заметными цветами-например, предупреждающей окраской или сексуальными проявлениями.

Объясняя мотивацию исследования, профессор Иннес Катхилл сказал: "Мы все знаем, что такие животные, как леопарды и ягуары, имеют впечатляющий камуфляж, но является ли он оптимальным?

"Была ли эволюция ограничена тем, как паттерны развиваются у млекопитающих? Являются ли различия в структуре пятен между видами историческими случайностями или они отражают различия в среде обитания? Камуфляжная машина позволяет исследовать такие вопросы."

Обычно установление оптимальных цветов для маскировки или сигнализации представляет собой серьезную проблему для биологов, поскольку число потенциальных комбинаций цветов и узоров для проверки часто огромно.

Используя смесь генетических алгоритмов и глубокого обучения, авторы показали, как время обнаружения миллионов паттернов с несколькими цветами можно предсказать, используя только скромный объем данных, полученных от человеческих наблюдателей.

Ведущий автор доктор Джон Феннелл из Бристольской ветеринарной школы добавил: "Метод основан на том, чтобы показывать людям изображения объектов на различных фонах и просить их нажать кнопку, как только они увидят объект.

"Во время эксперимента генетический алгоритм сужает диапазон цветов и узоров до тех, которые труднее или легче увидеть, в зависимости от того, хотим ли мы найти окраску для маскировки или заметности.

"Несколько глубоких нейронных сетей затем обучаются с использованием человеческих данных. Эти сети, используемые в сочетании с генетическим алгоритмом, можно считать искусственными "участниками", которые могут быстро оценивать все комбинации цветовых узоров; то, что потребовалось бы человеческим участникам годами."

В новом исследовании, опубликованном в журнале Evolution, авторы демонстрируют эффективность метода в различных средах. Эффективность окраски критически зависит от зрительной системы наблюдателя, и ученые показывают, что оптимальный камуфляж сильно отличается в зависимости от того, имеет ли зритель полное цветовое зрение или, например, красно-зеленый дальтонизм (как это имеет место для большинства нечеловеческих млекопитающих). Этот метод дает возможность ученым оценить весь спектр окраски, доступный для данного таксона животных.

Один из соавторов, доктор Ласло Талас, также из Бристольской ветеринарной школы, сказал: "Если мы рассмотрим все цвета и узоры, доступные млекопитающим, от светло-бежевого до тигрового оранжевого, включая оттенки серого и узоры, которые могут варьироваться в широком диапазоне пятен, полос и пятен, исчерпывающее тестирование всех потенциальных комбинаций с использованием реальных наблюдателей просто невозможно.

"Камуфляжная машина позволяет нам не только проверить всю окраску, которую мы видим в природе, но и потенциальную окраску, которую по какой-то причине эволюция не осознала."

Главный исследователь профессор Ник Скотт-Сэмюэл из Бристольской школы психологических наук сказал: "Потенциал применения метода в человеческой области не был утерян для нас."

Это было подкреплено его коллегой доктором Роландом Бэддли, который сказал: "Мы с энтузиазмом относимся к огромному количеству потенциальных применений, от создания дорожных знаков или велосипедистов как можно более заметными, до минимизации видимости необходимой, но визуально неприятной инфраструктуры современного мира (такой как телефонные мачты, электрические пилоны и ветряные электростанции).

"Хотя маловероятно, что мы сможем заставить их" исчезнуть", это должно быть относительно просто, используя Камуфляжную машину, чтобы свести к минимуму то, насколько визуально навязчивы эти вещи в данной среде. С чем, вероятно, согласятся все."

ИСТОЧНИК