Pienet robotti-kamerat antavat ensimmäisen persoonan näkymän hyönteisistä

Monet ihmiset sukupolvien ajan ovat olleet uteliaita hyönteisten ja pienten eläinten näkökulmista, joita usein esitetään elokuvissa. Kuitenkin tämä ei ole koskaan pystytty todistamaan todellisessa elämässä, kunnes nyt.

Washingtonin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet langattoman ohjattavan kameran, joka voidaan asettaa hyönteisen selkään, ja se tuo näkökulman maailmaan.

Hyönteiskamera

Kamera hyönteisen selässä voi lähettää videota älypuhelimeen 1-5 kehysnopeudella, ja se on asennettu mekaaniseen käteen, joka mahdollistaa 60 asteen kallistuksen. Teknologia tarjoaa korkearesoluutioisia, panoraamaisia kuvia, sekä mahdollisuuden seurata liikkuvia objekteja.

Koko järjestelmä painaa noin 250 milligrammaa, ja se on testattu elävien kovakuoriaisten ja hyönteiskohtaisten robottien selässä.

Tutkimus julkaistiin 15. heinäkuuta Science Robotics-julkaisussa.

Shyam Golakota on seniori tekijä ja UW:n apulaisprofessori Paul G. Allenin tietokoneiden ja tekniikan kouluissa.

“Olemme luoneet matalatehoisen, kevyen, langattoman kamerajärjestelmän, joka voi tallentaa ensimmäisen persoonan näkymän siitä, mitä tapahtuu oikeasta elävästä hyönteisestä tai luoda näkemys pienille robooteille” Golakota sanoi. “Näkemys on niin tärkeää viestinnälle ja navigoinnille, mutta se on erittäin haastavaa tehdä niin pienessä mittakaavassa. Tuloksena aiemmasta työstämme langaton näkemys ei ole ollut mahdollista pienille robooteille tai hyönteisille.”

Älypuhelinkamerat

On useita syitä, miksi tutkijoiden oli keksittävä uusi kamera sen sijaan, että he olisivat käyttäneet nykyisiä älypuhelinkameroita. Nykyiset kamerat ovat kevyitä, mutta tarvittavat paristot tekisivät ne liian raskaisiksi asettamiseen hyönteisten selkään.

Sawyer Fuller on yhteistekijä ja UW:n apulaisprofessori mekaniikan insinööritieteessä.

“Samoin kuin kamerat, eläinten näkemys vaatii paljon energiaa”, Fuller sanoi. “Se ei ole suuri ongelma suuremmilla olentoilla, kuten ihmisillä, mutta kärpäset käyttävät 10-20% lepoenergiastaan aivojen toimintaan, josta suurin osa on omistettu visuaaliseen prosessointiin. Pienentääkseen kustannuksia jotkut kärpäset ovat kehittäneet pienen, korkearesoluutioisen alueen yhdistetyissä silmissään. Ne kääntävät päätään suunnatakseen, mihin he haluavat nähdä lisätarkkuudella, kuten saaliin tai kumppanin takia. Tämä säästää energiaa korkearesoluutioisen näkymän ylläpitämisestä koko visuaalisella kentällä.”

Luonnon mukaan

Uusi kamera kehitettiin luonnon innoittamana, ja tutkijat käyttivät ultra-matalatehoista mustavalkoista kameraa jäljitelläkseen eläinten näkemystä. Kamera voi liikkua kentän yli mekaanisen käden avulla, jota ohjataan tutkijoiden soveltamalla korkeaa jännitettä, joka saa käden taipumaan ja liikuttamaan kameraa.

Kamera ja käsi voidaan ohjata Bluetoothin avulla älypuhelimesta jopa 120 metrin etäisyydeltä.

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

Kameran testaus

Tutkijat testasivat kameraa kahdella eri kovakuoriaislajilla, jotka selvisivät vähintään vuoden kokeen jälkeen.

“Varmistimme, että kovakuoriaiset pystyivät liikkumaan kunnolla, kun he kantoivat järjestelmäämme”, Ali Najafi, yhteisjohtaja ja UW:n tohtorikoulutettava sähkö- ja tietokoneen insinööritieteessä, sanoi. “He pystyivät navigoimaan vapaasti soralla, ylös mäkeä ja jopa kiipeämään puihin.”

“Lisäsimme pienen kiihtyvyysanturin järjestelmäämme, jotta voimme havaita, kun kovakuoriainen liikkuu. Sitten se tallentaa kuvia vain silloin”, Iyer sanoi. “Jos kamera lähettää jatkuvasti kuvia ilman tätä kiihtyvyysanturia, voimme tallentaa yhdestä kahteen tuntiin ennen kuin paristo loppuu. Kiihtyvyysanturin kanssa voimme tallentaa jopa kuusi tuntia tai enemmän, riippuen kovakuoriaisen toiminnasta.”

Tutkijoiden mukaan tämä teknologia voidaan soveltaa biologian ja tutkimuksen aloilla, ja he toivovat, että tulevaisuuden versiot ovat aurinkoenergialla toimivia. Kuitenkin tutkijaryhmä tunnustaa, että tällaisella teknologialla voi olla tiettyjä yksityisyyden suojaa koskevia huolia.

“Tutkijoina uskomme vahvasti, että on tärkeää julkaista asiat julkisesti, jotta ihmiset tietävät riskeistä ja voivat aloittaa ratkaisujen kehittämisen niiden korjaamiseksi”, Gollakota sanoi.