Μικρές Ρομποτικές Κάμερες Παρέχουν Προβολή Πρώτου Προσώπου από Έντομα

Πολλοί άνθρωποι σε πολλές γενιές έχουν αναρωτηθεί για τις απόψεις των εντόμων και μικρών οργανισμών, οι οποίες συχνά απεικονίζονται σε ταινίες. Ωστόσο, αυτό δεν ήταν δυνατό να αποδειχθεί στη πραγματική ζωή, μέχρι τώρα.

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Ουάσινγκτον έχουν δημιουργήσει μια ασύρματη κατευθυνόμενη κάμερα που μπορεί να τοποθετηθεί στην πλάτη ενός εντόμου, φέρνοντας αυτή την άποψη στον κόσμο.

Κάμερα Εντόμου

Η κάμερα στην πλάτη του εντόμου μπορεί να μεταδώσει βίντεο σε ένα smartphone με 1 έως 5 καρέ ανά δευτερόλεπτο και τοποθετείται σε einen μηχανικό βραχίονα που επιτρέπει μια περιστροφή 60 μοιρών. Η τεχνολογία παρέχει υψηλής ανάλυσης, πανοραμικές λήψεις, καθώς και τη δυνατότητα παρακολούθησης κινητικών αντικειμένων.

Ολόκληρος ο μηχανισμός ζυγίζει περίπου 250 χιλιοστόγραμμα και έχει αποδειχθεί στην πλάτη ζωντανών μελισσών και ρομποτικών μεγέθους εντόμου.

Η εργασία δημοσιεύθηκε στις 15 Ιουλίου στο Science Robotics.

Ο Shyam Golakota είναι ο senior author και ένας αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Ουάσινγκτον.

«Έχουμε δημιουργήσει ένα σύστημα κάμερας χαμηλής ισχύος, χαμηλού βάρους, ασύρματου που μπορεί να καταγράψει μια άποψη πρώτου προσώπου από ένα ζωντανό έντομο ή να δημιουργήσει όραση για μικρούς ρομπούς» είπε ο Golakota. «Η όραση είναι τόσο σημαντική για την επικοινωνία και την πλοήγηση, αλλά είναι εξαιρετικά δύσκολο να το κάνουμε σε इतनό μικρό μέγεθος. Ως αποτέλεσμα, πριν από τη δουλειά μας, η ασύρματη όραση δεν ήταν δυνατή για μικρούς ρομπούς ή έντομα.»

Κάμερες Smartphone

Υπάρχουν einige λόγοι για τους οποίους οι ερευνητές έπρεπε να δημιουργήσουν μια νέα κάμερα αντί να χρησιμοποιήσουν τις μικρές κάμερες που υπάρχουν ήδη στα smartphone. Αυτές οι κάμερες θεωρούνται ελαφριές, αλλά οι μπαταρίες που απαιτούνται θα τις κάνουν πολύ βαρύ για να τοποθετηθούν στην πλάτη των εντόμων.

Ο Sawyer Fuller είναι συν-συγγραφέας και αναπληρωτής καθηγητής μηχανολογικής μηχανικής.

«Παρόμοια με τις κάμερες, η όραση στα ζώα απαιτεί πολλή ενέργεια» είπε ο Fuller. «Είναι λιγότερο σημαντικό σε μεγαλύτερα πλάσματα όπως οι άνθρωποι, αλλά οι μύγες χρησιμοποιούν 10 έως 20% της ενέργειάς τους για να τροφοδοτήσουν τον εγκέφαλό τους, τον οποίο χρησιμοποιούν κυρίως για την επεξεργασία της όρασης. Για να μειώσουμε το κόστος, ορισμένες μύγες έχουν μια μικρή, υψηλής ανάλυσης περιοχή στα σύνθετα μάτια τους. Γυρίζουν το κεφάλι τους για να στρέψουν την όραση τους όπου θέλουν να δουν με επιπλέον σαφήνεια, όπως για την καταδίωξη θηράματος ή ενός συντρόφου. Αυτό économει ενέργεια σε σχέση με το να έχουν υψηλή ανάλυση σε όλο το οπτικό πεδίο.»

Μοντελοποιημένο από τη Φύση

Η καινούρια κάμερα αναπτύχθηκε με έμπνευση από τη φύση και οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια υπερ-χαμηλής ισχύος ασπρόμαυρη κάμερα για να μιμηθούν την όραση των ζώων. Η κάμερα μπορεί να κινηθεί μέσα σε ένα πεδίο όρασης με τη βοήθεια του μηχανικού βραχίονα, ο οποίος ελέγχεται από την ομάδα εφαρμόζοντας υψηλή τάση, προκαλώντας τον βραχίονα να κάμψει και να κινηθεί η κάμερα.

Η κάμερα και ο βραχίονας μπορούν να ελεγχθούν μέσω Bluetooth από ένα smartphone μέχρι 120 μέτρα μακριά.

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

Δοκιμή της Κάμερας

Οι ερευνητές δοκιμάσαν την κάμερα σε δύο διαφορετικά είδη μελισσών, οι οποίες ζούσαν για τουλάχιστον ένα χρόνο μετά το πείραμα.

«Βεβαίωθηκαμε ότι οι μελίσες μπορούσαν να κινηθούν σωστά όταν φορούσαν το σύστημά μας» είπε ο Ali Najafi, συν-συγγραφέας και διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Ουάσινγκτον.

«Προσθέσαμε einen μικρό αισθητήρα κίνησης στο σύστημά μας για να μπορέσουμε να ανιχνεύσουμε όταν η μέλισσα κινείται. Τότε η κάμερα καταγράφει εικόνες μόνο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου» είπε ο Iyer. «Εάν η κάμερα μεταδίδει συνεχώς χωρίς αυτόν τον αισθητήρα, θα μπορούσαμε να καταγράψουμε μια έως δύο ώρες πριν η μπαταρία εξαντληθεί. Με τον αισθητήρα, μπορούσαμε να καταγράψουμε για έξι ώρες ή περισσότερο, ανάλογα με το επίπεδο δραστηριότητας της μέλισσας.»

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί σε περιοχές όπως η βιολογία και η εξερεύνηση, και ελπίζουν ότι μελλοντικές εκδόσεις θα είναι ηλιακά ενεργοποιημένες. Ωστόσο, η ομάδα αναγνωρίζει ότι υπάρχουν ορισμένες ανησυχίες σχετικά με την ιδιωτικότητα που μπορεί να προκύψουν από αυτή τη τεχνολογία.

«Ως ερευνητές, πιστεύουμε ότι είναι πολύ σημαντικό να τοποθετήσουμε τα πράγματα στο δημόσιο τομέα, ώστε οι άνθρωποι να είναι ενήμεροι για τους κινδύνους και να μπορέσουν να αρχίσουν να αναπτύσσουν λύσεις για να τους αντιμετωπίσουν» είπε ο Gollakota.