क्या एक गिलहरी छलांग लगाती है और पूरी तरह से उतर जाती है? : ट्रिब्यून इंडिया

बर्कले/नेब्रास्का, अगस्त ८

वृक्ष गिलहरी कृंतक दुनिया के ओलंपिक गोताखोर हैं, जो जमीन से ऊपर की शाखाओं और संरचनाओं के बीच इनायत से छलांग लगाते हैं। मानव गोताखोरों की तरह, इस प्रतियोगिता में एक गिलहरी की सफलता के लिए शारीरिक शक्ति और मानसिक अनुकूलन क्षमता की आवश्यकता होती है।

अध्ययन के विषय

  • जैकब्स लैब बर्कले परिसर में फ्री-रोमिंग फॉक्स गिलहरी में संज्ञान का अध्ययन करता है। दो प्रजातियां – पूर्वी ग्रे गिलहरी (साइउरस कैरोलिनेंसिस) और लोमड़ी गिलहरी (साइउरस नाइजर) – परिसर के परिदृश्य में पनपती हैं और व्यवहारिक प्रयोगों में भाग लेने के इच्छुक हैं। वे अंतरिक्ष में नेविगेट करने के लिए संवेदी संकेतों का उपयोग करते हुए 2डी और 3डी स्थानिक अभिविन्यास के भी स्वामी हैं।

एक नए प्रकाशित अध्ययन से पता चलता है कि गिलहरी कूदती है और बिना गिरे जमीन पर उतरती है, जिस दूरी को उन्हें कवर करना होता है और उनके टेक-ऑफ पर्च की जीवंतता के बीच ट्रेड-ऑफ करते हैं।

यह शोध चुनौतीपूर्ण वातावरण में निर्णय लेने, सीखने और व्यवहार की भूमिकाओं में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है जिसे हम मानव आंदोलन में शोधकर्ताओं और इंजीनियरों के साथ साझा करते हैं। वर्तमान में, कोई भी रोबोट गिलहरी की तरह फुर्तीला नहीं है, और कोई भी मनुष्य जटिल वातावरण में गतिशील कार्यों के बारे में सीख या निर्णय नहीं ले सकता है – लेकिन हमारा शोध इंगित करता है कि ऐसे रोबोटों को किस प्रकार की क्षमताओं की आवश्यकता होगी।

चलते-चलते विचार

जबकि एक गिलहरी का जीवन मानव पर्यवेक्षकों को सरल लग सकता है – चढ़ना, खाना, सोना, दोहराना – इसमें सूक्ष्म रूप से विकसित संज्ञानात्मक कौशल शामिल हैं। गिलहरी विशेष बीज फैलाने वाली होती हैं: वे पतझड़ में छह से आठ सप्ताह में एकोर्न और एकोर्न की अपनी सर्दियों की आपूर्ति की कटाई करती हैं, प्रत्येक कर्नेल को व्यक्तिगत रूप से दफन कर देती हैं और उन्हें पुनः प्राप्त करने के लिए स्थानिक स्मृति पर भरोसा करती हैं, कभी-कभी महीनों बाद।

गिलहरी अपनी मांदों को श्रेणीबद्ध रूप से व्यवस्थित करती हैं। जब यादृच्छिक क्रम में पांच प्रकार के एकोर्न प्रदान किए गए, तो बर्कले लोमड़ी गिलहरी ने प्रजातियों के अनुसार समूहों में नटों को दफन कर दिया। चूँकि बड़े मेवों में अधिक कैलोरी होती है, गिलहरियाँ उनमें अधिक निवेश करती हैं, उन्हें सुरक्षित स्थानों पर ले जाती हैं और अपने छिपने के स्थानों को दूर रखती हैं।

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शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि एक गिलहरी अपने सिर को अपने मुंह में अखरोट के साथ घुमाकर अखरोट के मूल्य का आकलन करती है, जैसे कि एक इंसान अपने वजन का आकलन करने के लिए अपने हाथ में एक पेंसिल पकड़ सकता है। उन्होंने अपने कैश मैप्स को कारकों के आधार पर बनाया, जिसमें उस मौसम में भोजन की कमी, पहले से कैश किए गए नट्स की मात्रा और अन्य गिलहरियों के उनके कैश को नोटिस करने का जोखिम शामिल था।

अवलोकन संबंधी अध्ययनों के अलावा, शोधकर्ताओं ने यह भी मूल्यांकन किया कि गिलहरी अमूर्त स्थानिक कार्य कैसे करती है। उदाहरण के लिए, उन्होंने मापा कि वे एक याद किए गए खाद्य स्थल की ओर आवेग को रोकने में कितनी अच्छी तरह सक्षम थे – आत्म-नियंत्रण के विकास पर एक अंतरराष्ट्रीय अध्ययन का हिस्सा। एक अन्य प्रयोग में, उन्होंने गिलहरियों को एक ऊर्ध्वाधर भूलभुलैया में रखा, जो पेड़ों को नेविगेट करते समय उनके सामने आने वाले शाखाओं के फैसलों का अनुकरण करती थी, यह देखने के लिए कि वे उन स्थानों पर कैसे लौटते हैं जिन्हें वे याद करते हैं।

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि जब गिलहरी एक टेबल मेमोरी पहेली को हल कर रही थीं, तो उनकी संज्ञानात्मक लचीलापन उनके शीतकालीन खाद्य आपूर्ति की जमाखोरी की तीव्र अवधि के दौरान चरम पर थी। यह बताता है कि क्यों बर्कले गिलहरी स्पूल सीज़न के दौरान फीचर प्रकारों के बीच अधिक आसानी से स्विच करने में सक्षम हैं।

हवाई मार्ग से जाना

नए अध्ययन ने गिलहरी मनोवैज्ञानिकों और तुलनात्मक बायोमैकेनिक्स को एक साथ लाया, यह पूछने के लिए कि क्या गिलहरी का अवधारणात्मक निर्णय आंदोलन में गतिशील परिवर्तनों तक फैला है – गिलहरी की प्रसिद्ध छलांग। गिलहरी अपने शरीर की क्षमताओं को कैसे देखती हैं और पर्यावरण की स्थिरता के बारे में अनुमान लगाने से आंदोलन के बारे में अपने निर्णयों को आकार देती हैं?

पॉलीपेडल लेबोरेटरी के रॉबर्ट फॉल को उन अध्ययनों के लिए जाना जाता है जो प्रजातियों में आंदोलन के अनूठे विषयों के साथ मौलिक डिजाइन सिद्धांतों को निकालते हैं, जिसमें केकड़ों से लेकर क्रिकेट से लेकर कूदने वाली छिपकली तक शामिल हैं।

स्नातक छात्र नथानिएल हंट, जिन्होंने बायोमैकेनिक्स में प्रशिक्षित किया, और जूडी जेन, जिन्होंने पशु संज्ञान में प्रशिक्षित किया, ने मूल्यांकन करने की चुनौती ली कि कैसे एक कूदने वाली गिलहरी स्थान में अचानक परिवर्तन और प्रयोगात्मक शाखाओं के लचीलेपन का जवाब देती है।

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जमीनी गिलहरियों में इस प्रश्न का अध्ययन करने के लिए, उन्होंने एक चुंबकीय चढ़ाई वाली दीवार तैयार की जिसे पहियों पर स्थापित किया जा सकता था और उनके लॉन पर गिलहरियों से मिलने के लिए बर्कले के प्रसिद्ध नीलगिरी के बाग में ले जाया जा सकता था। हम गिलहरी को दीवार पर अपनी बारी के लिए धैर्यपूर्वक प्रतीक्षा करने के लिए मनाने के लिए हाई-स्पीड कैमरे और मूंगफली लाए।

लक्ष्य गिलहरियों को चढ़ाई की दीवार से जुड़े एक लचीले लॉन्चिंग पैड से उतारने के लिए राजी करना था और एक अखरोट के इनाम वाली दीवार से उभरे हुए एक स्थिर पर्च पर कूदना था। और एक बार फिर, गिलहरियों ने अपनी कलाबाजी और नवाचारों से हमें चौंका दिया।

स्प्रिंगबोर्ड के वसंत और उसके और लक्ष्य के बीच की दूरी को बढ़ाकर, हम एक गिलहरी की चुनौती का अनुकरण कर सकते हैं क्योंकि यह पेड़ की शाखाओं के माध्यम से दौड़ती है जो आकार, आकार और लचीलेपन में भिन्न होती है। एक अंतराल के माध्यम से कूदने वाली गिलहरी को यह तय करना होगा कि शाखा लचीलेपन और अंतराल के आकार के बीच व्यापार-बंद के आधार पर कहां से उतरना है।

उन्होंने पाया कि गिलहरी एक ठोस शाखा के साथ आगे भागती है, इसलिए उनके पास एक छोटी और आसान छलांग थी। बदले में, उन्होंने लंबी छलांग लगाते हुए, लचीली शाखाओं से कुछ कदम दूर ले लिए।

लचीलेपन में तीन अलग-अलग शाखाओं का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने एक अस्थिर शाखा से कूदने और कूदने की दूरी के समान जोखिम मानकर उनकी टेकऑफ़ स्थिति का अनुमान लगाया। वे गलत थे: उनके मॉडल ने दिखाया कि गिलहरियों को एक स्थिर टेक-ऑफ स्थिति के बारे में छह गुना अधिक ध्यान रखना चाहिए जितना कि उन्हें कूदना चाहिए।

इसके बाद, उन्होंने गिलहरियों को एक बहुत ही कठोर मंच से छलांग लगा दी। फिर उन्होंने एक समान दिखने वाले प्लेटफॉर्म को बदल दिया जो तीन गुना अधिक लचीला था। हाई-स्पीड वीडियो से, शोधकर्ताओं ने गणना की कि गिलहरी के शरीर का केंद्र लैंडिंग पैड से कितनी दूर है।

इसने उन्हें लैंडिंग त्रुटि निर्धारित करने की अनुमति दी – गोल सीट से गिलहरी के शरीर के केंद्र से कितनी दूर। गिलहरियों ने जल्द ही अत्यधिक घुमावदार शाखा से कूदना सीख लिया, जिसकी उन्हें उम्मीद थी कि यह कठिन होगा और केवल पांच प्रयासों में नीचे जा सकती है।

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जब हमने ऊंचाई बढ़ाकर और गोलकीपर पर्च की दूरी बढ़ाकर और भी आगे बढ़ाया, तो गिलहरियों ने हमें चौंका दिया।

उन्होंने तुरंत एक नया समाधान अपनाया: पार्कौर, अपनी गति को समायोजित करने और एक अच्छी लैंडिंग करने के लिए चढ़ाई की दीवार से कूदना। एक बार फिर, शोधकर्ताओं ने उल्लेखनीय चपलता की खोज की है जो गिलहरी को प्रकृति के सबसे चुनौतीपूर्ण वातावरणों में से एक, पेड़ की छतरी में शिकारियों से बचने की अनुमति देती है।

लाखों लोगों ने गिलहरी को “गिलहरी-प्रतिरोधी” पक्षी भक्षण पर हमला करते और आक्रमण करते देखा है, चाहे वे अपने पिछवाड़े में रहते हों या वायरल वृत्तचित्रों और वीडियो में। ओलंपिक गोताखोरों की तरह, गिलहरियों को सफल होने के लिए शारीरिक और संज्ञानात्मक रूप से लचीला होना चाहिए, उड़ान में त्रुटियों में त्वरित सुधार करना और नए आंदोलनों का आविष्कार करना चाहिए।

इस परियोजना को आकर्षित करने वाले वित्त पोषण के साथ, शोधकर्ता रोबोटिक्स, न्यूरोसाइंटिस्ट, सामग्री वैज्ञानिकों और गणितज्ञों की एक टीम के साथ गिलहरी के कूद और गिरने से डिजाइन सिद्धांतों को निकालने के लिए सेना में शामिल हो गए। टीम लैब चूहों में कूदने की योजना का अध्ययन करके मस्तिष्क के कार्य में अंतर्दृष्टि की भी तलाश कर रही है।

गिलहरियों के उल्लेखनीय करतबों का विश्लेषण यह समझने में मदद कर सकता है कि चलने या लोभी विकलांग लोगों की मदद कैसे की जाए। इसके अलावा, जीवविज्ञानियों और इंजीनियरों की एक अंतःविषय टीम के साथ, शोधकर्ता अब तक के सबसे बुद्धिमान और फुर्तीले रोबोटों के लिए नई सामग्री बनाने की कोशिश कर रहे हैं – जो खोज और बचाव प्रयासों में सहायता कर सकते हैं और जहरीले पदार्थों जैसे विनाशकारी पर्यावरणीय खतरों का तेजी से पता लगा सकते हैं। रासायनिक रिलीज।

उनके प्रयासों के लिए एक भविष्य की दृष्टि? बर्ड फीडर में एक गिलहरी की शारीरिक, संज्ञानात्मक कठोरता और लचीलापन से लैस फर्स्ट रेस्पॉन्डर रोबोटिक गिलहरी।

(बातचीत)

लूसिया एफ। जैकब्स, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले द्वारा लिखित; नथानिएल हंट, नेब्रास्का ओमाहा विश्वविद्यालय, और रॉबर्ट जे फॉल, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले

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