Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wann Bewegungsmuster Gefahr bedeuten

18.04.2006
Schauen Sie auf Füße anderer ...
Wann Bewegungsmuster Gefahr bedeuten
RUB-Biopsychologen in Current Biology
Warum hat ein Reh weniger Angst vor einem Auto als vor einem Menschen, der zu Fuß geht? Warum ist es so viel leichter wilde Vögel und andere Tiere zu beobachten, wenn man sich in einem Boot oder auf einem Fahrrad fortbewegt? Die Mechanismen, die Flucht und andere basale soziale and kommunikative Verhaltensweisen auslösen, müssen schnell und zuverlässig die Anwesenheit eines anderen Tieres detektieren. Zwei Studien, die am 17.4.2006 in der Zeitschrift Current Biology erschienen, darunter eine von Biopsychologen der Ruhr-Universität Bochum, implizieren, dass ein solcher Mechanismus auf einem visuellen Filter beruht, der sich an den Bewegungen der Füße eines sich bewegenden Tieres orientiert.

Vom Kopf auf die Füße gestellt

Die Untersuchungen von Nikolaus Troje and Cord Westhoff vom BioMotionLab, das sowohl an der Ruhr-Universität Bochum als auch an der kanadischen Queen’s University angesiedelt ist, machen sich den so genannten Inversionseffekt zunutze. Dieser besteht darin, dass manche visuellen Reize nur sehr viel schwerer verarbeitet werden können, wenn man sie auf dem Kopf stehend zeigt. Dies gilt insbesondere für die Wahrnehmung von Gesichtern, aber eben auch für die Wahrnehmung von biologischer Bewegung. Forschung auf dem Gebiet der Wahrnehmung von Gesichtern hat gezeigt, dass bei der Inversion vor allem die Erkennung der räumlichen Anordnung von Augen, Nase, Mund und anderen Merkmalen gestört wird, nicht jedoch deren individuelle Ausprägung.

Mit kleinen Lichtpunkten ...

Bei der Untersuchung der Wahrnehmung biologischer Bewegung arbeiteten die Bochumer Wissenschaftler mit so genannten Punktlicht Displays. Das sind Videos, die eine Reihe von Lichtpunkten zeigen, die sich so bewegen, als wären sie einem sich stationär auf einem Laufband gehenden Menschen oder einem Tier auf den Körper geklebt (Beispiele gibt es unter http://www.biomotionlab.ca/Demos/trojeCB06.html). Die Aufgabe von Versuchspersonen bestand nun darin, anzugeben, ob ein solcher Punklicht-Läufer nach links oder nach rechts orientiert ist. Das geht leicht, solange dieser aufrecht gezeigt wird, wird aber deutlich schwieriger, wenn man ihn auf den Kopf stellt, und bestätigt damit den schon oft beschriebenen Inversionseffekt.

... zu aufregenden Erkenntnissen

Das Aufregende an den Arbeiten der Bochumer Wissenschaftler war nun, dass man die Richtung, in der sich das Punktlicht Display zu bewegen scheint, auch dann noch leicht erkennen kann, wenn man die sich bewegenden Punkte zufällig versetzt. Das entstehende so genannte "scrambled" Display lässt sich zwar nicht mehr als Mensch (oder Taube, oder Katze) erkennen, aber trotzdem kann man ihm leicht die richtige Bewegungsrichtung zuordnen - allerdings nur solange es aufrecht gezeigt wird. Stellt man es auf den Kopf, antworten die Versuchspersonen nur noch zufällig. Dieser Befund ist nicht vereinbar mit der Theorie, dass der Inversionseffekt alleine mit einer gestörten Wahrnehmung der Anordnung von Bildelementen zu tun hat. Die Anordnung der Lichtpunkte beim "scrambled" Läufer ist völlig zufällig und enthält damit keinerlei Information. Der Inversionseffekt, zumindest im Fall von biologischer Bewegung, muss also noch eine andere Ursache haben, die irgendetwas mit der lokalen Bewegung der einzelnen Punkte zu tun hat.

Bewegungsmuster signalisieren Information

In zwei weiteren Experimenten fanden Troje und Westhoff, dass die entscheidende Information in der Art steckt, mit der sich die Füße bewegen. Wir leben in einer Welt, in der uns Gravitation auf dem Boden hält. Ein sich bewegendes Tier muss seine Extremitäten vom Boden abstoßen und sie dann wieder unter dem Einfluss der Gravitation zurückfallen lassen. Wenn man das energieeffizient tut, resultiert ein Bewegungsmuster welches typisch genug ist, um als universelles Signal die Anwesenheit eines anderen Lebewesens signalisieren zu können. Zumindest in der nicht-technologischen Welt, die für den Zeitrahmen, in dem die Evolution unseres visuellen Systems stattgefunden, hat charakterisiert, ist es nur schwer vorstellbar, wie ein solches Bewegungsmuster entstehen kann, ohne dass dabei ein Lebewesen im Spiel ist.

Von italienischen Kollegen bestätigt

Die Wissenschaftler des BioMotionLab vermuten, dass der Mechanismus, den sie mit ihrem am Menschen durchgeführten Experiment gefunden haben, evolutionär alt ist und sich bei anderen Tieren in ähnlicher Form wieder findet. Eine zweite Studie, die in der gleichen Ausgabe von Current Biology erscheint, bestätigt diese Vermutung. Giorgio Vallortigara und Lucia Regolin von der Universität Triest zeigen, dass gerade erst geschlüpfte Hühnerküken auf Punktlicht Displays reagieren und sich parallel zu der vermeintlichen Mutter ausrichten. Dies ist allerdings nur der Fall, wenn das Punktlicht Display aufrecht gezeigt ist, nicht jedoch wenn es invertiert ist.

Endlich eine Antwort auf die Frage der 6-jährigen Tochter

Troje erinnert sich daran, wie er vor Jahren von seiner damals 6-jährigen Tochter gefragt wurde, warum sie sich den vielen Kaninchen, die es in den seinem Haus benachbarten Feldern gibt, auf dem Fahrrad so viel besser nähern kann, als zu Fuß. Damals wusste er diese Frage nicht zu beantworten. Heute glaubt er eine Antwort darauf zu haben. Vielleicht passt die gleiche Antwort auch auf die Frage nach der Funktion des schleichenden Ganges einer jagenden Katze. Will die wirklich nur jedes Geräusch vermeiden, oder ist es vielleicht ein Versuch, die typisch ballistischen Bewegungen, die den adäquaten Reiz für den hier vorgeschlagenen "life detector" darstellen, zu maskieren?

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Nikolaus Troje, Canada Research Chair in Vision and Behavioural Sciences, Department of Psychology and School of Computing, Queen’s University Kingston, Ontario, K7L 3N6, CANADA, phone: 613 533-6017, fax: 613 533-2499, email: troje@post.queensu.ca, Internet: http://www.bml.psyc.queensu.ca

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.bml.psyc.queensu.ca
http://www.biomotionlab.ca/Demos/trojeCB06.html

Weitere Berichte zu: Bewegungsmuster Display Füße Inversionseffekt Wahrnehmung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Im Mikrokosmos wird es bunt: 124 Farben dank RGB-Technologie
22.06.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht CO2-neutraler Wasserstoff aus Biomasse
22.06.2017 | Technische Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Informationstechnologie - Internationale Konferenz erstmals in Aachen

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

22.06.2017 | Geowissenschaften

Wie Protonen durch eine Brennstoffzelle wandern

22.06.2017 | Energie und Elektrotechnik

Tröpfchen für Tröpfchen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie