Örlítil vélfæramyndavélar gefa fyrstu persónu sýn á skordýr

Margt fólk í gegnum kynslóðir hefur verið forvitið um sjónarhorn skordýra og lítilla lífvera, sem oft er lýst í kvikmyndum. Hins vegar hefur aldrei tekist að sýna fram á þetta í raunveruleikanum, fyrr en nú. 

Vísindamenn við háskólann í Washington hafa búið til þráðlausa stýrinlega myndavél sem hægt er að setja á bak skordýra og koma því sjónarhorni til heimsins. 

Skordýra myndavél 

Myndavélin aftan á skordýrinu getur streymt myndbandi í snjallsíma á 1 til 5 ramma á sekúndu og hún er sett á vélrænan arm sem gerir 60 gráðu snúning. Tæknin veitir víðmyndum í mikilli upplausn, auk möguleika á að rekja hluti á hreyfingu.

Allt kerfið vegur um 250 milligrömm og það var sýnt fram á bak á lifandi bjöllum og vélmenni á stærð við skordýr.

Verkið var birt þann 15. júlí í Vísindi vélfærafræði.

Shyam Golakota er yfirhöfundur og UW dósent við Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering. 

„Við höfum búið til kraftmikið, lágþungt, þráðlaust myndavélakerfi sem getur tekið fyrstu persónu mynd af því sem er að gerast frá raunverulegu lifandi skordýrum eða skapað sýn fyrir lítil vélmenni,“ sagði Golakota. „Sjón er svo mikilvæg fyrir samskipti og siglingar, en það er gríðarlega krefjandi að gera það í svona litlum mæli. Fyrir vikið hefur þráðlaus sjón ekki verið möguleg fyrir lítil vélmenni eða skordýr.“

Snjallsímamyndavélar

Það eru nokkrar ástæður fyrir því að rannsakendur þurftu að koma með nýja myndavél frekar en að nota þær litlu sem nú eru til í snjallsímum. Þeir sem nú eru notaðir eru taldir léttir, en rafhlöðurnar sem þarf myndu gera þær of þungar til að hægt sé að setja þær aftan á skordýr. 

Sawyer Fuller er meðhöfundur og UW lektor í vélaverkfræði. 

„Eins og myndavélar, þá þarf sjón hjá dýrum mikið afl,“ sagði Fuller. „Það er minna mál í stærri verum eins og mönnum, en flugur nota 10 til 20% af hvíldarorku sinni bara til að knýja heilann, sem mest er helgað sjónrænum vinnslu. Til að draga úr kostnaði hafa sumar flugur lítið svæði í hárri upplausn á samsettum augum. Þeir snúa höfðinu til að stýra þangað sem þeir vilja sjá með auknum skýrleika, eins og til að elta bráð eða maka. Þetta sparar kraft yfir að hafa háa upplausn yfir allt sjónsviðið.

Módel eftir náttúrunni

Nýlega þróuð myndavélin var innblásin af náttúrunni og rannsakendur notuðu svart-hvíta myndavél með ofurlítið afl til að líkja eftir sýn dýrs. Myndavélin getur færst yfir sjónsvið með hjálp vélræna armsins, sem er stjórnað með því að teymið beitir háspennu, sem veldur því að handleggurinn beygir sig og hreyfir myndavélina. 

Hægt er að stjórna myndavélinni og arminum með Bluetooth úr snjallsíma í allt að 120 metra fjarlægð. 

Er að prófa myndavélina

Rannsakendur prófuðu myndavélina á tveimur mismunandi tegundum af bjöllum, sem enduðu með því að lifa í að minnsta kosti eitt ár eftir tilraunina.

„Við tryggðum að bjöllurnar gætu samt hreyft sig almennilega þegar þær báru kerfið okkar,“ sagði Ali Najafi, aðalhöfundur og doktorsnemi í rafmagns- og tölvuverkfræði. „Þeir gátu farið frjálslega yfir möl, upp brekku og jafnvel klifrað í trjám.

„Við bættum litlum hröðunarmæli við kerfið okkar til að geta greint hvenær bjöllan hreyfist. Síðan tekur það aðeins myndir á þeim tíma,“ sagði Iyer. „Ef myndavélin er bara stöðugt að streyma án þessa hröðunarmælis gætum við tekið upp einum til tveimur klukkustundum áður en rafhlaðan dó. Með hröðunarmælinum gætum við tekið upp í sex klukkustundir eða lengur, allt eftir virkni bjöllunnar.“

Að sögn vísindamannanna gæti verið hægt að beita þessari tækni á sviði líffræði og könnunar og þeir vonast til að framtíðarútgáfur verði sólarorkuknúnar. Hins vegar viðurkennir teymið að ákveðnar áhyggjur af persónuvernd gætu komið upp vegna tækninnar. 

„Sem vísindamenn teljum við eindregið að það sé mjög mikilvægt að setja hlutina í almenning svo fólk sé meðvitað um áhættuna og svo fólk geti byrjað að finna lausnir til að bregðast við þeim,“ sagði Gollakota.