Hoofdcategorieën
Device Settings

Garnalenoog mogelijk basis voor verbeterde optica

Door Willem de Moor, dinsdag 27 oktober 2009 18:12, views: 20.954

Onderzoekers van de universiteit van Bristol zien in de ogen van een garnaal inspiratie om synthetische componenten voor optica te produceren. Deze zouden beter presteren dan de structuren die momenteel geproduceerd worden.

De onderzoekers bekeken het oog van een garnaal die op en in het Great Barrier Reef leeft: dit diertje heeft zeer complexe ogen en kan onder meer twaalf kleuren onderscheiden, in tegenstelling tot de drie kleuren die het menselijk oog kan waarnemen. De lichtgevoelige structuren in het oog functioneren als polarisatiefilters. Deze zogenoemde wave plates polariseren het licht niet alleen, maar verdraaien ook de fase van het licht, wat ertoe leidt dat lineair gepolariseerd licht omgezet kan worden in circulair gepolariseerd licht.

Dit fenomeen wordt ook in optische drives als cd- en dvd-drives toegepast om laser-licht te polariseren op weg van of naar het schijfje. De quarter-wave plate van de garnalen is echter een stuk veelzijdiger dan de synthetische exemplaren die in optica gebruikt worden: zo beslaat de gevoeligheid van de fotoreceptoren van de garnalen vrijwel het gehele spectrum, terwijl kunstmatige filters alleen gevoelig zijn voor specifieke kleuren. De onderzoekers denken synthetische wave plates van vloeibare kristallen te kunnen modelleren naar de opgerolde membranen van garnalen-wave plates. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Nature Photonics.

Odontodactylus scyllarus

 

Volgende 19:07 Toshiba kondigt cmos-beeldsensor met lichtgevoeliger opbouw aan
Vorige 17:53 Symbian opent 'universele' applicatiewinkel Horizon
Advertentie

Reacties

«  1  2  »

Nou veel succes ermee, er zullen waarschijnlijk nog heeeeeel wat nadelen komen in de komende tijd, of te toepasbaarheid is er niet, het is te duur, te moeilijk. etc.

In ieder geval wens ik de 'onderzoekers' succes :)

Als iedereen zo enthousiast was voor wetenschappelijke ontwikkeling als jij zouden wij nog in grotten leven. Je wil niet weten hoeveel "uitvindingen" op deze manier van de natuur zijn afgekeken.

Je vraagt je zelfs af wat Zigi_Samblak op Tweakers doet; met zo'n houding zal je ook nooit je PC openmaken bijvoorbeeld..

Nogal kort door de bocht. Het is een onderzoek. Dit betekend dus niet dat je er volgende week een nieuwe product of toepassing voor hoeft te verwachten. Het is alleen een nieuwe stap in (hopelijk) de goede richting. Aan de hand van opgedane kennis hebben ze bijvoorbeeld een basis voor de nieuwe generatie optische drives.

ik denk dat de nadelen die komen slechts technische uitdagingen zijn ;) Als je om je heen kijkt, zelfs naar hoe je pc werkt, hoe veel software werkt, hoe netwerken werken, dan zul je zien dat praktisch alles wel een oorsprong heeft in een natuurlijk iets :P

Om die mensen dan als "onderzoekers" met aanhalingstekens te bestempelen vind ik nogal kortzichtig.

Of we gebruiken gewoon garnalen voor onze optische drives....

Beamer op de garnaal aansluiten en dan hem over de disc laten lopen.

en dat beestje maar rennen, denk niet dat dat erg goed zal vallen bij de dieren bescherming, owja die dingen willen ook nog wel es in het water leven. :P

Dan wordt het tijd voor de volgende vernieuwing: waterdichte drives! :P
Een garnalen cocktail zal nooit meer hetzelfde zijn _/-\o_

Gaaf, waterdichte drives, kun je er ook platvissen in stoppen en maar eens zien hoeveel Gb er op een schol kan :P
De garnalencocktail zal trouwens wel hetzelfde blijven, alleen je kunt hem voortaan ook in drive stoppen.

moet je bij de visboer dan ook een bijdrage leveren aan de stichting thuiskopie?

Waarschuw het Kuiken. Garnalen plegen inbreuk op auteursrechten.

euhm, zowat iedere drive in een computer is luchtdicht. aangezien luchtmoleculen kleiner zijn dan watermoleculen, is een drive dus automatisch waterdicht ;-).

Dat is natuurlijk niet waar. H2O is een uitzonderlijk klein molecuul. Lucht moleculen als N2(78 % van de lucht) en O2 ( 21 % )
(verder nog 1 % restgassengassen http://nl.wikipedia.org/wiki/Lucht)

als je dan naar de verschillende molmassa's kijkt
water : 18,01528 g/mol
dizuurstof: 31,9988 g/mol
distikstof : 28,0134 g/mol

zie je dus ook dat de luchtmoleculen zwaarder en daarom ook groter zijn.

als wat jij beweert waar is heeft iets dergelijks als een zwanenhals( afvoer gootsteen/toilet/badkamer) nl. geen zin dan zouden nare luchtjes altijd door de afvoer heen kunnen komen

ik prop voortaan ook gewoon een garnaal in mijn usb poort. bij de AH hebben ze van die reuze gamba's. die spraken me wel aan (niet letterlijk, dat zou eng zijn). dan doe ik de dvd op een staafmixer zodat die rondjes draait en schrijf een mooie review

Gamba's worden al veel langer ingezet! waar denk je anders dat de afkorting Gb voor staat... juist... Gamba :D

Sorry maar om "(niet letterlijk, dat zou eng zijn)." heb ik echt dubbel gelegen _/-\o_

De vraag is natuurlijk waarom garnalen zo een complexe ogen hebben;
op wat koraal en enkele gezonken schepen na valt er niet zo heel veel te zien op de zeebodem, imo.

Misschien om het verschil tussen achtergrond en roofdier te onderscheiden? In een kleurig koraal zal kleur wel helpen in dat onderscheid denk ik. (ook maar speculatie)

Dat is duidelijk in een David Attenborough documentaire terug te zien (ik geloof de Blue Planet). Koraalriffen bestaan uit ontzettend veel verschillende soorten algen, vissen en andere dieren die veel gebruik maken van kleur en patronen. Koraalriffen zijn aan de oppervlakte dus er is goed licht (anders kan er ook geen koraal groeien). Veel dieren en planten hebben kleuren die door het menselijke oog niet te onderscheiden zijn, maar voor de bewoners zoals oa. deze garnalen belangrijk zijn en dus wel onderscheiden moeten kunnen worden.

Ik zal toch eens anders naar de garnalen kijken op woensdag tijdens het onbeperkt Gamba's eten....

@faust half on topic
Ben je wel eens gaan duiken op zo'n riff is prachtig mooi en zoveel natuurlijke kleuren heb je nog nooit gezien + alle vissen en andere beestjes die in de kleur van koraal en anemonen en rotsen hebben zijn ze soms amper te zien door ons.

Dus voor de garnaal wat toch wel een graag gegeten beestje is door veel andere is wel handig om te zien of jij je verstopt in de zelfde kleur plant of rots.

on topic
zo zie je maar weer dat de techniek de natuur nodig heeft om zijn ideeën aan te ontlenen ben erg benieuwt hoelang het duurt voor dat we de eerste op garnale ogen gebaseerde lenzen hebben in onze drives of andere lazer toepassingen.

zet hem op onderzoekers

Ik ben benieuwd wat dierenrechtenactivisten hier van gaan vinden, aangezien het me lijkt dat de garnalen vermoord moeten worden voor hun ogen. Als dit bij honden / katten / nertsen / etc .. zou gebeuren dan zou hier een zwaar etisch aspect aan hangen. Telt dit niet meer als de dieren kleiner zijn dan 10cm? (Niet dat ik zo'n dierenrechtenactivist ben). Ben benieuwd hoe principieel mensen dan zijn.

wut. Nu doen we die enge dieren ook al dood om ze op te eten hoor.

Ligt het aan mij, of lees ik het artikel verkeerd.

De onderzoekers denken dat ze het kunnen na maken en niet letterlijk garnalen te hoeven gebruiken?

iedergeval 1 iemand die oplet en wel leest

Had 't gelezen.. maar denk nog steeds dat ze wel wat garnalen gaan reverse-engineeren, of dat al gedaan hebben.

Maar dat is weer een heel ander verhaal dan Enfer verteld.

Natuurlijk moeten er, of zijn er voor dit onderzoek al enkele garnalen gedood om dit te onderzoeken. Maar het is niet zo dat wanneer we deze techniek willen toepassen in de toekomst we letterlijk garnalen nodig hebben in onze optische drives. (Zoals mijn sarcastische opmerking boven aan de reacties)

En natuurlijk worden er wel meer dieren vermoord/gedood voor onderzoek.
Dat zal volgens mij ook altijd zo blijven.

Dan krijg je volgens mij zoiets als Windows 9 willen reverse-engineeren naar Windows 95, aangezien de natuur op technologisch niveau schijnbaar toch voor loopt.

If memory serves me well.. is alles zonder wervelkolom redelijk vogelvrij (dus ook garnalen) qua dierproeven.

Weet niet wat dierenrechtenactivisten hiervan denken, maar kan alvast opmerken dat de onderzoekers die ik gesproken heb over dierproeven, zich er terdege bewust van zijn dat ze dieren doden (vaak moeten ze dat ook zelf doen), en dat dat niet zo leuk is. Ze maken de afweging tussen de waarde van hun onderzoek voor de gezondheid van mensen, en het offer van de dieren.

Vind 't daarom raar dat onderzoekers die dierproeven gebruiken er zo op aangevallen worden.. terwijl de rest van nederland gedachtenloos een lapje koe/varken/kip uit de koelkast pakt op 't moment dat ze trek hebben in een stukkie vlees.

daarnaast eten ze de rest gewoon op, tis niet dat ze ze pijn doen terwijl ze nog leven

Garnalen ogen tellen als inspiratie, het is niet alsof ze die dingen gaan ''oogsten'' om er optische drives van te maken...

fijn dat tweakers bestaat, het bron artikel is volledig in bold 8)7

Uhm. Dat is de abstract. Deze is altijd anders opgemaakt dan rest van de tekst, waarbij vetgedrukt vaak gebruikt wordt.

Als je nu op "Full Text" klikt dan zie je het volledige artikel en guess what: gewoon normaal lettertype.

maar het is leuk, dat er staat dat wij maar 3 kleuren kunnen waarnemen, maar dat is toch helemaal niet waar? Wij kunnen toch alle kleuren waarnemen, die met deze 3 kleuren te maken zijn :{

Anders zou het een sombere wereld zijn :{

of zeg ik nou weer iets heel doms :?

[Reactie gewijzigd door -Markster- op dinsdag 27 oktober 2009 18:30]


ja dat is iets wat ik me ook afvraag: wat als wij nou ook 12 kleuren konden zien ?:P

Ja, je kan nog steeds maar 3 kleuren zien. Dat die gemengd zijn tot andere kleuren is een ander verhaal.

okee, maar wat zijn die andere 9 kleuren die de garnaal kan zien dan ?

Dat is dus net wat mijn vrouw vraagt... (Inderdaad een goede vraag.)

dezelfde kleuren die wij zien, maar dan niet als combinatie van rood-blauw-geel.

Wij kunnen maar 3 soorten licht zien: rood, groen en blauw. Gemengd vormen die dus alle kleuren die door onze hersenen worden omgezet in andere kleuren (bepaalde hoeveelheid rood, blauw en groen licht maken een kleur). Echter zien we er nog steeds maar drie, de andere kleuren worden door onze hersenen a.d.h.v. die drie kleuren geïnterpreteerd. De garnaal kan er dus met zijn ogen 12 herkennen. Of hij ook meer ziet van het gehele kleuren spectrum zoals wij die zien weet ik niet, maar ik denk dat het veilig is om te stellen dat dat wel zo is (ultraviolet bijvoorbeeld).

Wij kunnen maar 3 soorten licht zien: rood, groen en blauw. Gemengd vormen die dus alle kleuren die door onze hersenen worden omgezet in andere kleuren (bepaalde hoeveelheid rood, blauw en groen licht maken een kleur). Echter zien we er nog steeds maar drie, de andere kleuren worden door onze hersenen a.d.h.v. die drie kleuren geïnterpreteerd. De garnaal kan er dus met zijn ogen 12 herkennen. Of hij ook meer ziet van het gehele kleuren spectrum zoals wij die zien weet ik niet, maar ik denk dat het veilig is om te stellen dat dat wel zo is (ultraviolet bijvoorbeeld).
Jammer, maar goed geprobeerd. Wij zien (althans de meeste mensen (ik ben zelf ietwat kleurenblind)) rood, geel en blauw. Elektronica (tv's en schermen, correct me if I'm wrong) werkt met rood, groen en blauw.

[Reactie gewijzigd door gordian op dinsdag 27 oktober 2009 19:20]


Jammer, maar goed geprobeerd...
http://upload.wikimedia.o...evoeligheid_kegeltjes.png

De grootste gevoeligheid van de cellen liggen bij groen(540nm), blauw(450nm) en geel(570nm hoewel dit nog steeds vrij groen-geel is), maar aangezien alle cellen een groot deel waarnemen van het zichtbare kleurenspectrum is het sowieso vreemd om te zeggen dat ze bepaalde kleuren waarnemen.

Zoals ook in het beeld te zien is missen we heel veel sterkte in bepaalde regionen, en missen we heel veel rood, en richting de UV aan de andere kant. Dat wat we missen zijn goede kandidaten voor kleuren die de garnaal wel kan waarnemen maar wij niet. Ook zal er een hogere spectrale gevoeligheid zijn voor de kleuren die we wel kunnen zien, maar in mindere mate.

[Reactie gewijzigd door Skohsl op dinsdag 27 oktober 2009 20:36]


Jammer, maar goed geprobeerd. Wij zien (althans de meeste mensen (ik ben zelf ietwat kleurenblind)) rood, geel en blauw.
Fout.
Het is niet zo simpel te stellen dat we rood, geel/groen en blauw zien. Er zijn wel drie verschillende "kegel" receptorcellen in het netvlies met een verschillende golflengterespons.
De respons van de "groene" en "rode" kegeltjes overlapt sterk en de kleur geel valt eigenlijk precies tussen de twee in. Puur geel kunnen onze ogen dus helemaal niet onderscheiden omdat zowel de rode als groene kegeltjes er door gestimuleerd worden.
Het is dus in feite wel meer correct om te zeggen dat onze ogen rood, groen en blauw kunnen onderscheiden.

http://en.wikipedia.org/w...ology_of_color_perception

Jammer, maar goed geprobeerd. Wij zien (althans de meeste mensen (ik ben zelf ietwat kleurenblind)) rood, geel en blauw. Elektronica (tv's en schermen, correct me if I'm wrong) werkt met rood, groen en blauw.
Ik heb het toch nog maar even nagezocht voor je, maar ook wikipedia zegt dat het weldegelijk groen en niet geel is wat we zien. Denk er wel aan dat als je licht mengt, je naar wit toe werkt, en niet zoals met verf mengen dat je naar zwart toewerkt ;) Zo wordt rood en groen licht samen geel.
Het oog bevat kegeltjes die gevoelig zijn voor drie verschillende frequentiegebieden: rood, groen en blauw.

[Reactie gewijzigd door Bitage op dinsdag 27 oktober 2009 21:36]


Lees een keer het Engelse artikel of kijk eens naar een grafiek als je een artikel leest en slik niet gewoon alles wat ze neerschrijven: de grafiek van de spectrale gevoeligheid van de S-, M- en L-kegeltjes toont als pieken donkerblauw, groen en geel-groen.

Eigenlijk is S-, M- en L-kegeltjes de enige duidelijke benaming, want de kegeltjes die ze als groen beschouwen (M-kegeltjes) kunnen ongeveer het ganse kleurenspectrum waarnemen, uitgezonderd intens rood. En de geel-groene (L-kegeltjes), wat ze meestal de rode heten, bestrijken echt quasi het ganse spectrum, gaande van blauw tot intens rood. Het zijn enkel de blauwe (S-kegeltjes) die zich redelijk beperken, zijnde het paars-blauwe spectrum.

het lijkt mij dat de garnaal (ongeveer) het zelfde kleuren spectrum kan waarnemen, alleen veel beter verschillen kan waarnemen tussen de kleuren.

"Mantis shrimp possess hyperspectral colour vision, allowing up to 12 colour channels extending in the ultraviolet[10]."

"hyperspectral imaging is more like the eyes of the mantis shrimp, which can see visible light as well as from the ultraviolet to infrared. Hyperspectral capabilities enable the mantis shrimp to recognize different types of coral, prey, or predators, all which may appear as the same color to the human eye."

wikipedia

Inderdaad is sowieso het onderscheid beter, maar daarnaast heeft hij mogelijk een breder spectrum. Dat wil zeggen dat hij -vermoed ik- ook infrarood en ultraviolet kan zien. Als je dit nog onderverdeeld in ver-infrarood, nabij-infrarood, UV-A, UV-B, UV-C. Dit "hyperspectraal" zicht, zoals het in de wetenschap heet, helpt niet alleen om extra kleurinformatie te zien, maar het wordt ook vermoed dat dit helpt bij de verwerking van beeldsignalen. Door de beperkte hersencapaciteit van weekdieren, helpt hyperspectraalzicht bij het fysiek verwerken van gegevens door het oog zelf.

Je zou als voorbeeld geel kunnen nemen, wat ongeveer ligt tussen rood en groen.
Licht met een gele kleur zal bij mensen zowel de groene als de rode pigmenten prikkelen. We kunnen dus echter niet het onderscheid zien tussen geel licht en de combinatie van groen en rood licht.

Als de garnaal ook een oranje pigment heeft, kan die wel het onderscheid herkennen tussen oranje en de combinatie van rood en groen. Bij de combinatie van rood en groen zal namelijk het oranje pigment veel minder hard geprikkeld worden.

De mens heeft drie kleuren die hij kan waarnemen: Rood, Groen en Blauw. Alle andere kleuren zijn combinaties van voorgaande kleuren. Onze mooie gele :) smiley prikkelt bijvoorbeeld onze groene en rode sensoren op onze ogen. Deze combinatie neemt ons oog waar als geel. (een vergrootglas/niesbui tegen je monitor laat je de aparte kleuren mooi zien)

Hoe alle kleuren zijn opgebouwd kun je ook mooi in (ms) paint zien. (kleuren -> kleuren bewerken -> aangepaste kleuren definiëren) je ziet dan rechts de drie kleuren staan waaruit je gewenste "kleur" is opgebouwd.

De kleuren die de mens kan waarnamen zijn echter niet drie exacte golflengtes maar elke kleur van het oog is gevoelig voor een range aan frequenties (zoals in het wikipedia artikel staat wat eerder al Sw3at noemde). Onze hersens maken van deze verhouding een kleur die we zien.

Deze garnaal heeft echter niet 3 van de grafiekjes als er in het wikipedia-artikel stonden maar 12. De positie van de grafiekjes word niet genoemd. Het kan zijn dat de ze in dezelfde regio liggen als onze 3 kleuren en dan ziet deze garnaal niet veel meer zien als wij doen.

Het kan ook dat er bijvoorbeeld een/enkele "kleuren" tussen zitten die gevoelig zijn voor langere golflengten(infrarood) als wij kunnen zien. Het gevolg is dan dat de garnaal dan bijvoorbeeld kan zien hoe warm de pan is waarin hij word gekookt...

Kortere golflengtes zal de garnaal onder water niet veel aan hebben omdat dat in de richting van UV gaat. UV komt echter niet goed door/in het water. Hier zal een garnaal dan in praktijk wat minder aan hebben.

edit: ik was een woordje vergeten
edit2: _JS_ heeft gelijk zie ik: Enkele streepjes toegevoegd om de tekst te corrigeren

[Reactie gewijzigd door addo2 op woensdag 28 oktober 2009 03:22]


Volgens het kleurenspectrum in de link die je geeft gaat UV juist wel heel goed door water, nog beter dan zichtbaar licht zelfs.

De pieken voor het garnalenoog liggen van 400nm tot 650nm.

Daarnaast kan een garnaal ook de verschillende polarisaties van licht zien. Wanneer je een polaroid zonnebril draagt wordt het schitterende licht weggelaten, en het "gewone" licht blijf je zien. Een garnaal kan aan het licht zien of het schitterend is of gewoon.

Kleurenzien is het kunnen waarnemen van verschillen in de golflengte van licht. In het menselijk oog komen vier soorten lichtgevoelige cellen voor: naast staafjes drie verschillende soorten kegeltjes. De kegeltjes zijn onmisbaar voor kleurwaarneming.

De drie soorten kegeltjes, soms L, M en S (Long-, Medium-, en Short-wavelength) genoemd, hebben ieder een verschillend lichtgevoelig pigment. De gevoeligheidsmaxima liggen respectievelijk in het geelgroene, het groene en het blauwe golflengtegebied. De eerste twee soorten kegeltjes liggen echter ten opzichte van de blauw-gevoelige kegeltjes met hun gevoeligheidsmaximum niet ver uit elkaar.

Door combinaties van deze kegeltjes, verschillende licht intensiteiten enz. kan je meer kleuren zien.

Waar wij dus drie soorten kegeltjes hebben, heeft deze garnaal er 12.

[Reactie gewijzigd door Bobjee op dinsdag 27 oktober 2009 18:38]


Uit het oorspronkelijke artikel begreep ik dat het idd heeft te maken met de golflengte die hoger is(????). Ik weet hier echter niet veel vanaf maar stuitte op de volgende wikipedia pagina...

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kleuren_zien

okee, dat gaat mij duidelijk te ver, ben geen geleerde :{

Wat ik verbazingwekkend aan deze dieren vind is niet zo zeer dat ze 12 "kleuren" kunnen zien in plaats van 3, maar dat ze ook nog eens kunnen zien wat de polarisatie van het licht is.

Let overigens wel dat het hier om een specifiek soort garnaal gaat. Niet alle garnalen hebben soortgelijke complexe ogen.

[Reactie gewijzigd door jvo op dinsdag 27 oktober 2009 18:47]


Kleuren zijn blijkbaar heel belangrijk voor dieren op koraalriffen.
Ze weten nog altijd niet waarom maar de meeste of toch veel dieren op koraalriffen hebben heftige kleuren die in water voor ons niet of nauwelijks zichtbaar zijn tot we ze bovenhalen.
«  1  2  »

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Volgende 19:07 Toshiba kondigt cmos-beeldsensor met lichtgevoeliger opbouw aan
Vorige 17:53 Symbian opent 'universele' applicatiewinkel Horizon
VNU Media logo Hosted by True

© 1998 - 2012 Tweakers.net B.V. - Alle rechten voorbehouden - Contact - Jouw privacy - Algemene Voorwaarden

Uitgever van:

Website van het jaar 2011