Новая система визуализации EyeRIS раскрывает секреты движения глубоководных осьминогов

Инновационная камера EyeRIS от MBARI собирает трёхмерные данные о структуре и биомеханике морских обитателей в режиме, близком к реальному времени. Съёмка глубоководного жемчужного осьминога (Muusoctopus robustus) с помощью этой системы позволила получить новые данные о передвижении этих существ, что может помочь в разработке биовдохновлённых роботов в будущем. Автор: 2022 MBARI

Исследователи из MBARI разработали инновационную систему визуализации, которую можно использовать на больших глубинах для изучения движения морских обитателей. Команда применила эту систему для исследования глубоководных осьминогов и опубликовала результаты в журнале Nature.

Система EyeRIS (Remote Imaging System) способна фиксировать детальные трёхмерные данные о структуре и движении морских организмов в их естественной среде обитания. Учёные MBARI установили EyeRIS на борту дистанционно управляемого аппарата для наблюдения за жемчужными осьминогами в знаменитом «Осьминожьем саду» у побережья Центральной Калифорнии.

«В нашей лаборатории биоинспирации мы ищем в природе вдохновение для решения фундаментальных инженерных задач, — говорит ведущий инженер Какани Катия. — Осьминоги — удивительные существа: у них нет костей, но они легко передвигаются по сложному подводному рельефу. До сих пор было сложно изучать их биомеханику в естественной среде, но EyeRIS стал для нас настоящим прорывом».

«EyeRIS позволил нам наблюдать за несколькими особями, свободно передвигающимися в их естественной среде, — добавляет старший научный сотрудник Крисси Хаффард. — Наша команда смогла получить 3D-измерения их щупалец в реальном времени, пока они ползали по неровному дну».

EyeRIS использует специализированную камеру высокого разрешения с массивом микролинз, которая фиксирует несколько ракурсов объекта одновременно. Программное обеспечение обрабатывает данные, создавая изображения, где каждый пиксель остаётся в фокусе.

Система способна воссоздавать трёхмерную модель движений животного, позволяя учёным изучать отдельные детали с высокой точностью. Исследователи MBARI использовали EyeRIS для отслеживания движения конкретных точек на щупальцах осьминога, определяя области изгиба и напряжения в реальном времени.

«Данные EyeRIS показали, что жемчужные осьминоги используют временные мышечные суставы в щупальцах при передвижении, причём напряжение и изгиб концентрируются выше и ниже сустава. Это позволяет им осуществлять простой, но эффективный контроль над своими конечностями», — объясняет Хаффард.

Принципы этого упрощённого контроля могут быть полезны при проектировании роботов, вдохновлённых осьминогами, и других биовдохновлённых технологий в будущем.

EyeRIS — это очередной пример того, как технологии помогают нам лучше понимать океаническую жизнь. Новая универсальная система визуализации может изучать как донных животных, так и обитателей толщи воды.

«Мы ещё так мало знаем о морской жизни. EyeRIS позволит нам продолжать изучать движение и поведение осьминогов и других глубоководных существ в их естественной среде, используя неинвазивные методы. Я с нетерпением жду, как эти исследования и новые технологии вдохновят будущие инженерные инновации», — заключает Катия.

Дополнительная информация: In situ light-field imaging of octopus locomotion reveals simplified control, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09379-z

Источник: Monterey Bay Aquarium Research Institute