الكاميرات الروبوتية الصغيرة تعطي رؤية من منظور الشخص الأول للحشرات

كان الكثير من الناس عبر الأجيال فضوليين حول وجهات نظر الحشرات والكائنات الحية الصغيرة ، والتي غالبًا ما يتم تصويرها في الأفلام. ومع ذلك ، لم يكن من الممكن إثبات ذلك في الحياة الواقعية ، حتى الآن. 

ابتكر باحثون في جامعة واشنطن كاميرا لاسلكية قابلة للتوجيه يمكن وضعها على ظهر حشرة ، لتوصيل وجهة النظر هذه إلى العالم. 

كاميرا الحشرات 

يمكن للكاميرا الموجودة على ظهر الحشرة بث الفيديو إلى هاتف ذكي بمعدل 1 إلى 5 إطارات في الثانية ، ويتم وضعها على ذراع ميكانيكي يسمح بمحور 60 درجة. توفر هذه التقنية لقطات بانورامية عالية الدقة ، فضلاً عن إمكانية تتبع الأجسام المتحركة.

يزن النظام بأكمله حوالي 250 ملليجرام ، وقد تم عرضه على ظهر الخنافس الحية وروبوتات بحجم الحشرات.

كان العمل نشرت في 15 يوليو في علوم الروبوتات.

شيام جولاكوتا هو كبير المؤلفين وأستاذ مشارك في جامعة واشنطن في كلية بول جي آلن لعلوم الكمبيوتر والهندسة. 

قال جولاكوتا: "لقد أنشأنا نظام كاميرا لاسلكيًا منخفض الطاقة ومنخفض الوزن يمكنه التقاط صورة من منظور الشخص الأول لما يحدث من حشرة حية فعلية أو إنشاء رؤية للروبوتات الصغيرة". "الرؤية مهمة جدًا للتواصل والملاحة ، ولكن من الصعب للغاية القيام بذلك على هذا النطاق الصغير. ونتيجة لذلك ، قبل عملنا ، لم تكن الرؤية اللاسلكية ممكنة للروبوتات الصغيرة أو الحشرات ".

كاميرات الهواتف الذكية

هناك بعض الأسباب التي دفعت الباحثين إلى ابتكار كاميرا جديدة بدلاً من استخدام الكاميرات الصغيرة الموجودة حاليًا في الهواتف الذكية. تعتبر تلك المستخدمة حاليًا خفيفة الوزن ، لكن البطاريات المطلوبة تجعلها ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن وضعها على ظهر الحشرات. 

سوير فولر مؤلف مشارك وأستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية بجامعة واشنطن. 

قال فولر: "على غرار الكاميرات ، تتطلب الرؤية عند الحيوانات قدرًا كبيرًا من القوة". "إنها أقل أهمية في المخلوقات الكبيرة مثل البشر ، لكن الذباب يستخدم 10 إلى 20٪ من طاقته في الراحة فقط لتزويد أدمغته بالطاقة ، ومعظمها مخصص للمعالجة البصرية. للمساعدة في خفض التكلفة ، تمتلك بعض الذباب منطقة صغيرة عالية الدقة من عيونها المركبة. يديرون رؤوسهم للتوجيه حيث يريدون أن يروا بوضوح إضافي ، مثل مطاردة الفريسة أو رفيقة. هذا يوفر القدرة على الحصول على دقة عالية على مجال الرؤية بأكمله. "

على غرار الطبيعة

الكاميرا المطورة حديثًا مستوحاة من الطبيعة ، واستخدم الباحثون كاميرا سوداء وبيضاء منخفضة الطاقة للغاية لتقليد رؤية الحيوان. يمكن للكاميرا التحرك عبر مجال الرؤية بمساعدة الذراع الميكانيكية ، التي يتحكم فيها الفريق بتطبيق جهد عالي ، مما يتسبب في ثني الذراع وتحريك الكاميرا. 

يمكن التحكم في الكاميرا والذراع عبر البلوتوث من هاتف ذكي حتى مسافة 120 مترًا. 

اختبار الكاميرا

اختبر الباحثون الكاميرا على نوعين مختلفين من الخنافس ، وانتهى الأمر بالعيش لمدة عام على الأقل بعد التجربة.

قال علي نجفي ، مؤلف مشارك وطالب دكتوراه في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر ، "لقد تأكدنا من أن الخنافس لا تزال تتحرك بشكل صحيح عندما كانت تحمل نظامنا". "لقد كانوا قادرين على التنقل بحرية عبر الحصى ، صعودًا منحدرًا وحتى تسلق الأشجار".

لقد أضفنا مقياس تسارع صغير إلى نظامنا حتى نتمكن من اكتشاف متى تتحرك الخنفساء. ثم يلتقط الصور فقط خلال تلك الفترة ". "إذا كانت الكاميرا تتدفق باستمرار بدون مقياس التسارع هذا ، فيمكننا تسجيل ساعة إلى ساعتين قبل نفاد البطارية. باستخدام مقياس التسارع ، يمكننا التسجيل لمدة ست ساعات أو أكثر ، اعتمادًا على مستوى نشاط الخنفساء. "

وفقًا للباحثين ، يمكن تطبيق هذه التقنية في مجالات الأحياء والاستكشاف ، ويأملون في أن تكون الإصدارات المستقبلية تعمل بالطاقة الشمسية. ومع ذلك ، يدرك الفريق أن بعض مخاوف الخصوصية قد تنشأ بسبب التكنولوجيا. 

قال غولاكوتا: "بصفتنا باحثين ، نؤمن بشدة أنه من المهم حقًا وضع الأشياء في المجال العام حتى يدرك الناس المخاطر وبالتالي يمكن للناس البدء في إيجاد حلول لمعالجتها".