- Una herramienta interactiva de realidad virtual para ver como otra especie: los lentes Tarsier pueden simular la visión humana y la de un tarsero, un pequeño primate nocturno con ojos enormes, en diferentes condiciones de iluminación ambiental.
- Al simular la visión nocturna de un tarsero, superior a la de los humanos, la herramienta educativa interactiva integra la anatomía con la selección natural, una conexión importante, dado que las propiedades visuales afectan las formas en que los animales forrajean.
Muchos animales ven el mundo de manera muy diferente a los humanos.
Investigadores de Dartmouth College se unieron a un laboratorio de tecnología de estudiantes para desarrollar una herramienta virtual interactiva que permita a los usuarios ver como otra especie. Y no cualquier otra especie: un pequeño primate nocturno con los ojos más grandes en relación al tamaño de su cuerpo que cualquier vertebrado vivo.
Los investigadores crearon una herramienta de aprendizaje de realidad virtual (VR) llamada Tarsier Goggles, que permite al espectador experimentar el sistema visual de un primate adaptado a la vida de la selva tropical en la oscuridad.
La perspectiva de un cazador nocturno
Los tarseros son los únicos primates vivos que se alimentan completamente de presas vivas, sin embargo, son activos durante la noche, por lo que deben poder detectar y atrapar insectos y otros animales en la oscuridad. Sus enormes ojos son muy sensibles a la luz pero no pueden moverse en sus cavidades orbitarias. Los lentes Tarsiers compensan eso al poder girar la cabeza 360 grados.
Los ojos extremadamente grandes de los tarseros están “muy probablemente relacionados con la ausencia de un tapetum lucidum”, estructura similar a un espejo que da como resultado el “brillo de ojos”, escriben los investigadores en su artículo. La mayoría de los vertebrados nocturnos, como los gatos o los búhos, tienen esta capa que refleja la luz, lo que facilita la visión nocturna.
Los tarseros viven en las selvas tropicales de Indonesia, Malasia y Filipinas. Saltar entre las ramas por la noche requiere que perciban las ramas y presas en total oscuridad pero no prioriza la visión a color. Y, de hecho, los tarseros de Borneo tienen protanopia, una forma de ceguera de color rojo-verde.
Entornos de aprendizaje de realidad virtual
Los investigadores hicieron que su nuevo software de VR sea de acceso abierto para que cualquier persona con acceso a lentes de realidad virtual tenga la oportunidad de experimentar de primera mano la visión de un tarsero y comprender mejor por qué tener estos ojos tan grandes es beneficioso para estos animales.
La experiencia autoguiada permite a los usuarios alternar entre la visión humana y la de un tarsero para comparar las ventajas relativas de cada uno en tres entornos de aprendizaje virtual diferentes. Los entornos “Matrix”, “Laberinto” y “Selva de Borneo” simulan, respectivamente, cómo la visión de un tarsero difiere de la de un humano en términos de agudeza (nitidez), visión del color y brillo.
Los usuarios pueden moverse a través de estos entornos virtuales como lo hace un tarsero, saltando y aferrándose a los árboles en lo que los autores describen en su artículo como “un espacio oscuro, parecido a un laberinto que es prácticamente opaco en condiciones visuales humanas, pero es navegable para un tarsero”.
Los lentes Tarsier muestran perspectivas en condiciones de penumbra, revelando diferencias en la sensibilidad visual (brillo), la agudeza y la discriminación de color entre la visión humana (a la izquierda) y la visión del tarsero (a la derecha). Los humanos tienen una mejor visión del color, como se muestra en la fila superior, sin embargo, a los tarseros les vendría mejor saltar a través del Matrix (fila inferior). Imagen adaptada de la Figura 3 de Gochman et al (2019) “Lentes Tarsier: una herramienta de realidad virtual para experimentar la óptica de un sistema visual de primates adaptado a la oscuridad”.
“Basamos la simulación de la visión de un tarsero en la evidencia de investigaciones científicas anteriores que investigaron rasgos visuales específicos como la protanopia”, dijo a Mongabay Samuel Gochman, autor principal del artículo. “En ese caso, podríamos representar ese efecto en el software porque se sabe que las especies de tarseros tienen una forma de ceguera de color rojo-verde”.
Gochman, graduado de Dartmouth en 2018, y Nathanial Dominy, autor principal y profesor de antropología, se asociaron con el Laboratorio de Innovación y Aprendizaje Aplicado de Dartmouth (DALI), donde los estudiantes diseñan y crean tecnología, incluidas aplicaciones móviles, sitios web y realidad virtual y aumentada.
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Querían crear una herramienta que pudiera cambiar la forma en que las personas perciben nuestro mundo al experimentar cómo lo ve otra especie. El software resultante produce un entorno de aprendizaje virtual que simula los beneficios de diversas adaptaciones oculares, como tener ojos con altas densidades de células fotorreceptoras que son responsables de la visión a niveles de luz bajos. Los tarseros tienen más de 300 000 de estas por milímetro cuadrado de ojo, mientras que los humanos tienen aproximadamente 176 000 por milímetro cuadrado.
El equipo optó por una experiencia de realidad virtual porque sería inmersivo y podría utilizarse como herramienta de enseñanza en un aula que proporcionara a los estudiantes una forma divertida e interactiva de explorar los conceptos complejos de la fisiología y la selección natural.
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Por ejemplo, los ojos grandes del tarsero, la alta densidad de células fotorreceptoras y la alta agudeza visual (nitidez) se combinan para proporcionar una visión nocturna superior que estos pequeños primates necesitan para capturar con éxito insectos y otras presas vivas en la oscuridad.
“La mayoría de los estudiantes de noveno y décimo grado en los EE.UU. aprenden sobre óptica y selección natural, pero los dos temas generalmente se tratan de forma aislada”, dijo Dominy en un comunicado. “El Tarsier es un medio eficaz para unir ambos conceptos. Tienes que entender los principios ópticos para entender por qué la selección natural favorecería ojos tan enormes en un depredador tan pequeño”.
Probando, probando
Primero probaron el sistema a través de varias demostraciones ad hoc a estudiantes, profesores y familias, incluidos antropólogos expertos en biología familiarizados con la visión de un tarsero, durante los cuales 35 usuarios de diversos orígenes y edades usaron los lentes. Estos grupos proporcionaron comentarios que el equipo incorporó en las siguientes iteraciones del software.
Un profesor de ingeniería de Dartmouth que participó comentó: “Todos pensamos que estamos viendo lo que todos los demás ven pero en realidad todos estamos viendo algo diferente. Me siento conectado a los animales de una manera que no lo he estado antes”.
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“Participar con los usuarios fue crucial”, dijo Gochman, “ya que nos ayudó no solo a probar la funcionalidad, sino también a observar cómo se experimentaba el sistema en tiempo real. A través de las iteraciones del diseño, optimizamos el progreso de las interacciones dentro de la realidad virtual y agregamos soporte adicional para usuarios individuales”.
En dos evaluaciones formales con estudiantes de secundaria, los investigadores brindaron una breve orientación sobre el comportamiento de forrajeo de los tarseros y su apariencia física, incluido el tamaño relativo de sus ojos, que es comparable al tamaño de sus cerebros. No proporcionaron a los usuarios materiales sobre la selección natural o sobre la anatomía visual de los tarseros o las personas. Inmediatamente sumergieron a cada estudiante en el entorno de aprendizaje virtual durante cinco minutos para experimentar una visión de un tarsero por sí mismos en las condiciones de poca luz en las que viven estos animales.
Durante las evaluaciones, otros estudiantes pudieron ver en un monitor lo que sus compañeros de clase estaban viendo, lo que promovió comentarios y discusiones que, según los autores, ampliaron la experiencia de aprendizaje más allá del usuario individual.
Los autores escribieron que los usuarios piloto experimentaron los efectos previstos, integrando conceptos ópticos y biológicos para enriquecer su comprensión de la evolución ocular y los tarseros.
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“Como se esperaba, los entornos virtuales oscuros confundieron a la mayoría de los estudiantes que usaban el lente humano”, dijo Gochman. “Pero cuando los estudiantes hicieron la transición a la visión de un tarsero, una mirada de maravilla se apoderó de ellos mientras exploraban sus entornos desde una nueva perspectiva”.
Los estudiantes participantes que completaron una breve encuesta para ayudar a la evaluación formal de la herramienta VR mostraron una preferencia por las funciones de aprendizaje interactivas. “Como dijo un estudiante”, escribieron los autores, “en lugar de escuchar cómo es la vida, [puedes] realmente experimentarla”.
“Una cosmovisión completamente diferente”
Las propiedades visuales afectan la manera en que todos los animales forrajean, por lo que el objetivo de los investigadores de Tarsier Goggles es mejorar la educación en el aula tanto en óptica como en evolución. Los investigadores han hecho una descripción y el código del software disponibles de forma gratuita en línea.
“Uno de nuestros éxitos con Tarsier Goggles es su rol en cambiar las perspectivas de los estudiantes”, dijo Gochman. “En lugar de recibir una clase o leer un capítulo en un libro de texto, los estudiantes pueden ver por sí mismos cómo otro animal se ha adaptado a condiciones ambientales tan diferentes, lo que resulta en una visión del mundo completamente diferente”.
Los investigadores esperan emplear este proceso en otros sistemas visuales. “Durante nuestro proceso de diseño”, dijo Gochman, “modificamos el sistema para incorporar la visión de los búhos estrigiformes, que demuestran un caso de evolución convergente con tarseros. Esto se hizo para que un grupo aprendiera sobre aves, pero decidimos centrarnos solo en los tarseros en el diseño final para enfatizar una comparación entre los sistemas de primates”.
En su artículo, los autores sugirieron otras aplicaciones de la tecnología, como simular las discapacidades visuales humanas, que podrían promover una mayor empatía.
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Referencia
Gochman, S. R., Lord, M. M., Goyal, N., Chow, K., Cooper, B. K., Gray, L. K., … & Seong, H. J. (2019). Tarsier Goggles: a virtual reality tool for experiencing the optics of a dark-adapted primate visual system. Evolution: Education and Outreach, 12(1), 9.
Esta historia fue publicada por primera vez en la web en inglés el 29 de marzo de 2019.
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