Małe robotyczne kamery dają pierwszoosobową perspektywę owadów

Wielu ludzi przez pokolenia było ciekawych punktu widzenia owadów i małych organizmów, które są często przedstawiane w filmach. Jednakże, nigdy nie było to możliwe do zademonstrowania w prawdziwym życiu, aż do teraz.

Naukowcy z University of Washington stworzyli bezprzewodową, sterowalną kamerę, która może być umieszczona na plecach owada, przynosząc ten punkt widzenia światu.

Kamera owadzia

Kamera na plecach owada może transmitować wideo do smartfona z prędkością 1 do 5 klatek na sekundę i jest umieszczona na mechanicznej ramieniu, które pozwala na 60-stopniowy ruch. Technologia ta zapewnia wysokiej rozdzielczości, panoramiczne zdjęcia, a także możliwość śledzenia poruszających się obiektów.

Cały system waży około 250 miligramów i został zademonstrowany na plecach żywych chrząszczy i robotów o wielkości owadów.

Praca została opublikowana 15 lipca w Science Robotics.

Shyam Golakota jest głównym autorem i profesorem associate w Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering.

“Stworzyliśmy niskiej mocy, niskiej wagi, bezprzewodowy system kamer, który może uchwycić pierwszoosobową perspektywę tego, co się dzieje z prawdziwego, żyjącego owada lub stworzyć wizję dla małych robotów” powiedział Golakota. „Wizja jest tak ważna dla komunikacji i nawigacji, ale jest to bardzo trudne do zrobienia w tak małej skali. W rezultacie, przed naszą pracą, bezprzewodowa wizja nie była możliwa dla małych robotów lub owadów.”

Kamery smartfonów

Istnieją pewne powody, dla których naukowcy musieli stworzyć nową kamerę, zamiast użyć małych kamer, które są obecnie stosowane w smartfonach. Te kamery są uważane za lekkie, ale baterie, które są wymagane, uczyniłyby je zbyt ciężkimi, aby umieścić je na plecach owadów.

Sawyer Fuller jest współautorem i profesorem asystentem inżynierii mechanicznej.

“Podobnie jak kamery, wizja w zwierzętach wymaga dużej ilości mocy,” powiedział Fuller. „Jest to mniej problemu w większych stworzeniach, takich jak ludzie, ale muchy używają 10 do 20% swojej energii spoczynkowej tylko do zasilania swoich mózgów, z których większość jest poświęcona procesowaniu wizualnemu. Aby pomóc obniżyć koszty, niektóre muchy mają mały, wysokiej rozdzielczości region swoich oczu złożonych. Zwracają swoje głowy, aby skierować, gdzie chcą zobaczyć z dodatkową klarownością, taką jak dla pościgu za zdobyczą lub partnerem. To oszczędza moc w porównaniu z mając wysoką rozdzielczość na całym polu widzenia.”

Modeled After Nature

Nowo opracowana kamera została zainspirowana naturą, a naukowcy użyli ultra-niskiej mocy, czarno-białej kamery, aby naśladować wizję zwierzęcia. Kamera może poruszać się po polu widzenia z pomocą mechanicznego ramienia, które jest kontrolowane przez zespół, który stosuje wysokie napięcie, powodując, że ramię ugina się i porusza kamerą.

Kamera i ramię mogą być kontrolowane za pomocą Bluetooth z smartfona do 120 metrów.

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

Testowanie kamery

Naukowcy przetestowali kamerę na dwóch różnych rodzajach chrząszczy, które przetrwały co najmniej rok po eksperymencie.

“Upewniliśmy się, że chrząszcze mogą poruszać się prawidłowo, gdy noszą nasz system,” powiedział Ali Najafi, współautor i doktorant na wydziale inżynierii elektrycznej i komputerowej.

“Dodaliśmy mały akcelerometr do naszego systemu, aby móc wykryć, kiedy owad się porusza. Wtedy tylko rejestrujemy obrazy w tym czasie,” powiedział Iyer. “Jeśli kamera jest tylko ciągle transmitowana bez tego akcelerometru, moglibyśmy nagrać jeden lub dwa godziny, zanim bateria umarłaby. Z akcelerometrem moglibyśmy nagrać przez sześć godzin lub więcej, w zależności od poziomu aktywności owada.”

Zdaniem naukowców, ta technologia może być stosowana w dziedzinach biologii i eksploracji, a oni mają nadzieję, że przyszłe wersje będą mogły być zasilane słonecznie. Jednak zespół uznaje, że mogą powstać pewne problemy związane z prywatnością z powodu tej technologii.

“Jako naukowcy mocno wierzymy, że jest to bardzo ważne, aby umieścić rzeczy w domenie publicznej, aby ludzie byli świadomi ryzyka i aby ludzie mogli zacząć tworzyć rozwiązania, aby je rozwiązać,” powiedział Gollakota.