Petites caméras robotiques offrent une vue à la première personne des insectes

De nombreuses personnes, au fil des générations, se sont demandé ce que les insectes et les petits organismes voyaient, ce qui est souvent représenté dans les films. Cependant, cela n’a jamais pu être démontré dans la vie réelle, jusqu’à présent.

Les chercheurs de l’Université de Washington ont créé une caméra sans fil et orientable qui peut être placée sur le dos d’un insecte, apportant ainsi ce point de vue au monde.

Caméra d’insecte

La caméra sur le dos de l’insecte peut diffuser des vidéos à un smartphone à 1 à 5 images par seconde, et elle est placée sur un bras mécanique qui permet une rotation de 60 degrés. La technologie fournit des vues panoramiques haute résolution, ainsi que la possibilité de suivre des objets en mouvement.

L’ensemble du système pèse environ 250 milligrammes, et il a été testé sur le dos de coléoptères vivants et de robots de la taille d’insectes.

Le travail a été publié le 15 juillet dans Science Robotics.

Shyam Golakota est l’auteur principal et professeur associé à l’École d’informatique et de génie de l’Université de Washington.

« Nous avons créé un système de caméra sans fil, léger et à faible consommation, qui peut capturer une vue à la première personne de ce qui se passe à partir d’un insecte vivant ou créer une vision pour de petits robots » a déclaré Golakota. « La vision est si importante pour la communication et la navigation, mais c’est extrêmement difficile à réaliser à une échelle si petite. En conséquence, avant notre travail, la vision sans fil n’était pas possible pour les petits robots ou les insectes. »

Caméras de smartphone

Il y a quelques raisons pour lesquelles les chercheurs ont dû créer une nouvelle caméra au lieu d’utiliser les petites caméras actuellement présentes dans les smartphones. Celles-ci sont considérées comme légères, mais les piles nécessaires les rendraient trop lourdes pour être placées sur le dos des insectes.

Sawyer Fuller est co-auteur et professeur adjoint de génie mécanique à l’Université de Washington.

« Semblable aux caméras, la vision chez les animaux nécessite beaucoup de puissance », a déclaré Fuller. « C’est moins important pour les créatures plus grandes comme les humains, mais les mouches utilisent 10 à 20 % de leur énergie de repos pour alimenter leur cerveau, dont la majeure partie est consacrée au traitement visuel. Pour réduire les coûts, certaines mouches ont une petite région de haute résolution dans leurs yeux composés. Elles tournent la tête pour diriger leur regard avec plus de clarté, comme pour poursuivre une proie ou un partenaire. Cela économise de la puissance par rapport à avoir une haute résolution sur tout leur champ visuel. »

Modélisée d’après la nature

La caméra nouvellement développée a été inspirée par la nature, et les chercheurs ont utilisé une caméra en noir et blanc à très faible consommation pour imiter la vision d’un animal. La caméra peut se déplacer dans un champ de vision avec l’aide du bras mécanique, qui est contrôlé par l’équipe en appliquant une haute tension, ce qui fait plier et déplacer la caméra.

La caméra et le bras peuvent être contrôlés via Bluetooth à partir d’un smartphone jusqu’à 120 mètres de distance.

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

Test de la caméra

Les chercheurs ont testé la caméra sur deux types différents de coléoptères, qui ont survécu au moins un an après l’expérience.

« Nous nous sommes assurés que les coléoptères pouvaient encore se déplacer correctement lorsqu’ils portaient notre système », a déclaré Ali Najafi, co-auteur principal et étudiant en doctorat en génie électrique et informatique à l’Université de Washington. « Ils ont pu se déplacer librement sur du gravier, sur une pente et même grimper des arbres. »

« Nous avons ajouté un petit accéléromètre à notre système pour pouvoir détecter lorsque le coléoptère bouge. Ensuite, il ne capture des images que pendant ce temps », a déclaré Iyer. « Si la caméra diffuse en continu sans cet accéléromètre, nous pourrions enregistrer une à deux heures avant que la batterie ne meure. Avec l’accéléromètre, nous pouvons enregistrer pendant six heures ou plus, en fonction du niveau d’activité du coléoptère. »

Selon les chercheurs, cette technologie pourrait être appliquée dans les domaines de la biologie et de l’exploration, et ils espèrent que les futures versions seront alimentées par l’énergie solaire. Cependant, l’équipe reconnaît que certaines préoccupations en matière de confidentialité pourraient surgir en raison de la technologie.

« En tant que chercheurs, nous croyons fermement qu’il est vraiment important de mettre les choses dans le domaine public afin que les gens soient conscients des risques et puissent commencer à trouver des solutions pour les résoudre », a déclaré Gollakota.