작은 로봇 카메라, 곤충의 시선으로 세계를 보여준다

많은 사람들이 세대에 걸쳐 곤충과 작은 생물체의 관점에 대해 궁금해했습니다. 이는 영화에서 종종 묘사되지만, 실제로 보여준 적은 없습니다. 그러나 지금까지는 그렇지 않았습니다.

워싱턴 대학교의 연구자들은 곤충의 등에 부착할 수 있는 무선 조종 카메라를 개발했습니다. 이는 곤충의 관점을 세계에 보여줄 수 있습니다.

곤충 카메라

곤충의 등에 부착된 카메라는 스마트폰으로 1~5 프레임당 초당 비디오를 스트리밍할 수 있으며, 60도 피벗이 가능한 기계식 암에 부착되어 있습니다. 이 기술은 고해상도 파노라마 샷과 이동하는 물체를 추적하는 기능을 제공합니다.

전체 시스템의 무게는 약 250 밀리그램이며, 살아있는 딱정벌레와 곤충 크기의 로봇에 시험되었습니다.

이 연구는 7월 15일 Science Robotics에 발표되었습니다.

Shyam Golakota는 선임 저자이자 UW 컴퓨터 과학 및 엔지니어링 교수입니다.

“우리는 실제 곤충이나 작은 로봇에서 발생하는 것을 실제로 보여줄 수 있는 저전력, 저중량, 무선 카메라 시스템을 만들었습니다”라고 Golakota는 말했다. “시각은 의사소통과 탐색을 위해 매우 중요하지만, 이러한 작은 규모에서 이를 수행하는 것은非常히 어렵습니다. 우리의 연구 이전에, 무선 비전은 작은 로봇이나 곤충에서는 불가능했습니다.”

스마트폰 카메라

연구자들은 새로운 카메라를 개발해야 했던 이유는 몇 가지가 있습니다. 현재 스마트폰에 사용되는 작은 카메라는 가볍지만, 필요한 배터리는 곤충의 등에 부착하기에 너무 무겁습니다.

Sawyer Fuller는 공동 저자이자 UW 기계 공학 조교수입니다.

“동물의 시각과 마찬가지로, 카메라도 많은 전력을 필요로 합니다”라고 Fuller는 말했다. “큰 동물인 인간에서는 큰 문제가 아니지만, 파리는休息 에너지의 10~20%를 뇌에 사용하며, 대부분이 시각 처리에 사용됩니다. 일부 파리는 높은 해상도의 작은 영역을 가지고 있으며, 頭를 돌려서 더 명확하게 보기를 원하는 곳으로 시선을 돌립니다. 이는 전체 시야각에 높은 해상도를 갖는 것보다 전력을 절약합니다.”

자연에서 영감을 받다

새로 개발된 카메라는 자연에서 영감을 받았으며, 연구자들은 동물의 시각을 모방하기 위해 초저전력 흑백 카메라를 사용했습니다. 카메라는 기계식 암의 도움으로 시야각을 이동할 수 있으며, 팀이 높은 전압을 적용하여 암이 구부리고 카메라를 이동할 수 있습니다.

카메라와 암은 스마트폰에서 블루투스를 통해 최대 120미터 거리에서 제어할 수 있습니다.

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

카메라 테스트

연구자들은 두 가지 유형의 딱정벌레에 카메라를 시험했으며, 실험 후至少 1년 동안 살아남았습니다.

“우리는 딱정벌레가 우리의 시스템을 携帯할 때에도 제대로 이동할 수 있는지 확인했습니다”라고 Ali Najafi, 공동 저자이자 UW 전기 및 컴퓨터 공학 박사 과정 학생은 말했다. “그들은 자갈을 가로지르거나 경사를 올라가거나甚至 나무를 올라갈 수 있었습니다.”

“우리는 작은 가속도计를 우리의 시스템에 추가하여 딱정벌레가 이동할 때 감지할 수 있게 했습니다. 그러면 딱정벌레가 이동하는 동안에만 이미지 캡처를 수행합니다”라고 Iyer는 말했다. “가속도计가 없으면, 카메라가 지속적으로 스트리밍을 수행하면 배터리가 1~2시간 후에 방전됩니다. 그러나 가속도计를 사용하면, 딱정벌레의 활동 수준에 따라 6시간 이상 녹화할 수 있습니다.”

연구자들은 이 기술이 생물학 및 탐험 분야에서 적용될 수 있다고 믿으며, 미래 버전이 太陽能으로 구동되기를 희망합니다. 그러나 팀은 이 기술로 인해 개인 정보 보호 문제가 발생할 수 있음을 인식하고 있습니다.

“우리는 연구자로서 사람들이 이러한 위험을 인식하고 해결책을 찾기 시작할 수 있도록 공개하는 것이 매우 중요하다고 믿습니다”라고 Gollakota는 말했다.