كاميرات روبوتية صغيرة تعطي نظرة من الأولى لحيوانات الحشرات

许多 الناس على مر العصور كانوا يرغبون في معرفة وجهات نظر الحشرات والكائنات الصغيرة، والتي غالبًا ما يتم تصويرها في الأفلام. ومع ذلك، لم يكن من الممكن إظهار ذلك في الحياة الواقعية حتى الآن.

قام باحثون في جامعة واشنطن بإنشاء كاميرا لاسلكية قابلة للتحكم يمكن وضعها على ظهر حشرة، مما يجعل تلك النظرة للعالم.

كاميرا الحشرات

يمكن للكاميرا على ظهر الحشرة بث فيديو إلى هاتف ذكي بمعدل 1 إلى 5 إطارات في الثانية، وهي موضوعة على ذراع ميكانيكي يسمح بحركة 60 درجة. تقدم التكنولوجيا صورًا عالية الدقة وبانورامية، بالإضافة إلى إمكانية تتبع الأجسام المتحركة.

يتكون النظام بأكمله من حوالي 250 ملليغرام، وتم اختباره على ظهر خنافس حية وروبوتات بحجم الحشرات.

تم نشر العمل في 15 يوليو في Science Robotics.

شايام جولاكوتا هو المؤلف الرئيسي وأستاذ مساعد في جامعة واشنطن.

“لقد خلقنا نظام كاميرا لاسلكي منخفض الطاقة وخفيف الوزن يمكنه التقاط نظرة من الأولى لما يحدث من حشرة حية أو إنشاء رؤية لروبوتات صغيرة” قال جولاكوتا. “الرؤية مهمة جدًا للاتصال والملاحة، ولكن من الصعب جدًا القيام بذلك في مثل هذا الحجم الصغير. ونتيجة لذلك، قبل عملنا، لم تكن الرؤية اللاسلكية ممكنة لروبوتات صغيرة أو حشرات.”

كاميرات الهواتف الذكية

هناك beberapa أسباب لماذا كان على الباحثين إنشاء كاميرا جديدة بدلاً من استخدام الكاميرات الصغيرة الموجودة في الهواتف الذكية. تعتبر الكاميرات الحالية خفيفة الوزن، ولكن البطاريات المطلوبة تجعلها ثقيلة جدًا لتكون موضوعة على ظهر الحشرات.

ساوير فولر هو المؤلف المشارك وأستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية.

“مثل الكاميرات، فإن الرؤية في الحيوانات تتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة” قال فولر. “إنه ليس مشكلة كبيرة في الكائنات الأكبر مثل البشر، ولكن الذباب يستخدم 10 إلى 20٪ من طاقته في حالة الراحة فقط لتوفير طاقته للدماغ، ومعظمها مخصص للعمليات البصرية. للمساعدة في تقليل التكلفة، بعض الذباب لديه منطقة صغيرة عالية الدقة في أعينها المركبة. إنهم يلتفتون برؤوسهم لتوجيه حيث يريدون رؤيته بوضوح، مثل مطاردة الفريسة أو الشريك. هذا يوفر الطاقة على وجود دقة عالية في مجال الرؤية بأكمله.”

مصمم بعد الطبيعة

كانت الكاميرا الجديدة مصممة بعد الطبيعة، واستخدم الباحثون كاميرا سوداء وبيضاء منخفضة الطاقة لتمثيل رؤية الحيوان. يمكن للكاميرا التحرك عبر مجال الرؤية بمساعدة الذراع الميكانيكي، والتي يتم التحكم فيها بواسطة الفريق بتطبيق جهد عال، مما يؤدي إلى انحناء الذراع وتحرك الكاميرا.

يمكن للكاميرا والذراع أن يتم التحكم فيهما عن بُعد عبر البلوتوث من هاتف ذكي على بعد 120 متر.

https://www.youtube.com/watch?v=115BGUZopHs&feature=emb_logo

اختبار الكاميرا

قام الباحثون باختبار الكاميرا على نوعين مختلفين من الخنافس، والتي انتهت بهم العيش لمدة عام على الأقل بعد التجربة.

“لقد أ đảmينا أن الخنافس يمكنها التحرك بشكل صحيح عندما كانت تحمل نظامنا” قال علي نجفي، المؤلف المشارك وطالب دكتوراه في الهندسة الكهربائية والحاسوبية.

“لقد أضفنا معجلًا صغيرًا إلى نظامنا لتكون قادرة على كشف عندما تتحرك الخنفسة. ثم تقوم بالتقاط الصور فقط خلال ذلك الوقت” قال إيير. “إذا كانت الكاميرا تبث باستمرار دون هذا المعجل، يمكننا تسجيل ساعة أو ساعتين قبل موت البطارية. ومع المعجل، يمكننا تسجيل ست ساعات أو أكثر، اعتمادًا على مستوى نشاط الخنفسة.”

وفقًا للباحثين، يمكن تطبيق هذه التكنولوجيا في مجالات البيولوجيا والاستكشاف، ويتمنون أن تكون الإصدارات المستقبلية مدعومة بالطاقة الشمسية. ومع ذلك، يعترف الفريق ببعض القضايا المتعلقة بالخصوصية التي قد تنشأ بسبب هذه التكنولوجيا.

“نحن نعتقد أن من المهم جدًا وضع الأشياء في المجال العام حتى يكون الناس على دراية بالمخاطر حتى يتمكنوا من البدء في إيجاد حلول لمواجهتها” قال جولاكوتا.