Az apró robotkamerák első személyű rálátást biztosítanak a rovarokra

Nemzedékeken át sokan voltak kíváncsiak a rovarok és a kis organizmusok nézőpontjaira, amelyeket gyakran ábrázolnak a filmek. Ezt azonban a való életben soha nem sikerült kimutatni, egészen mostanáig. 

A Washingtoni Egyetem kutatói megalkottak egy vezeték nélküli, irányítható kamerát, amely egy rovar hátára helyezhető, és ezt a nézőpontot a világ elé tárja. 

Rovar kamera 

A rovar hátulján található kamera másodpercenként 1-5 képkocka sebességgel képes videót streamelni egy okostelefonra, és egy mechanikus karra van helyezve, amely 60 fokos elforgatást tesz lehetővé. A technológia nagy felbontású, panorámafelvételeket, valamint mozgó objektumok követésének lehetőségét biztosítja.

Az egész rendszer körülbelül 250 milligrammot nyom, és élő bogarak és rovarméretű robotok hátán mutatták be.

A munka az volt közzétett július 15-én Tudományos robotika.

Shyam Golakota a Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering vezető szerzője és egyetemi docense. 

„Olyan kis fogyasztású, kis tömegű, vezeték nélküli kamerarendszert hoztunk létre, amely első személyű képet tud rögzíteni arról, hogy mi történik egy tényleges élő rovarról, vagy látást készíthet a kis robotok számára” – mondta Golakota. „A látás nagyon fontos a kommunikációhoz és a navigációhoz, de rendkívül nagy kihívást jelent ilyen kis léptékben megvalósítani. Ennek eredményeként munkánk előtt a vezeték nélküli látás nem volt lehetséges kis robotok vagy rovarok számára.”

Okostelefon kamerák

Számos oka van annak, hogy a kutatóknak új kamerát kellett kitalálniuk ahelyett, hogy az okostelefonokban jelenleg megtalálható kicsiket használnák. A jelenleg használtakat könnyű súlyúnak tekintik, de a szükséges elemek miatt túl nehézkesek lesznek ahhoz, hogy a rovarok hátára helyezzék őket. 

Sawyer Fuller társszerző és az UW gépészmérnöki adjunktusa. 

"Hasonlóan a kamerákhoz, az állatoknál a látás sok energiát igényel" - mondta Fuller. „Nagyobb lényeknél, mint például az embernél ez kevésbé jelentős, de a legyek nyugalmi energiájuk 10-20%-át csak agyuk működésére használják fel, aminek nagy részét a vizuális feldolgozásra fordítják. A költségek csökkentése érdekében egyes legyek összetett szemében kicsi, nagy felbontású terület található. Elfordítják a fejüket, hogy extra tisztán irányítsák a kívánt helyre, például zsákmány vagy társ üldözésére. Ezzel energiát takaríthatunk meg a nagy felbontással szemben a teljes látómezőn.”

A természet után mintázva

Az újonnan kifejlesztett kamerát a természet ihlette, és a kutatók egy rendkívül alacsony fogyasztású fekete-fehér kamerával utánozták az állatok látását. A kamera egy látómezőn keresztül tud mozogni a mechanikus kar segítségével, amelyet a csapat nagy feszültséggel vezérel, aminek hatására a kar elhajlik és mozgatja a kamerát. 

A kamera és a kar Bluetooth-on keresztül vezérelhető okostelefonról akár 120 méter távolságból. 

A kamera tesztelése

A kutatók két különböző típusú bogárral tesztelték a kamerát, amelyek a kísérletet követően legalább egy évig éltek.

„Gondoskodtunk róla, hogy a bogarak megfelelően mozogjanak, amikor a rendszerünket hordozzák” – mondta Ali Najafi, a szerző társszerzője és az UW villamos- és számítástechnikai doktorandusza. „Szabadan tudtak navigálni kavicson, felfelé egy lejtőn, és még fára is fel tudtak mászni.”

„Egy kis gyorsulásmérőt adtunk a rendszerünkhöz, hogy érzékelni tudjuk, mikor mozog a bogár. Aztán ez idő alatt csak képeket készít” – mondta Iyer. „Ha a kamera folyamatosan streamel e gyorsulásmérő nélkül, egy-két órával az akkumulátor lemerülése előtt rögzíthetünk. A gyorsulásmérővel a bogár aktivitási szintjétől függően hat órát vagy még többet is rögzíthetünk.”

A kutatók szerint ezt a technológiát a biológia és a feltárás területén is alkalmazni lehetne, és reményeik szerint a jövőbeli változatok napelemesek is lesznek. A csapat azonban elismeri, hogy bizonyos adatvédelmi aggályok merülhetnek fel a technológia miatt. 

"Kutatóként határozottan hiszünk abban, hogy nagyon fontos a dolgokat nyilvánosságra hozni, hogy az emberek tisztában legyenek a kockázatokkal, és hogy az emberek elkezdhessenek megoldásokat találni ezek kezelésére" - mondta Gollakota.