Pequenas câmeras robóticas oferecem visão em primeira pessoa dos insetos

Muitas pessoas, ao longo de gerações, têm curiosidade sobre os pontos de vista de insetos e pequenos organismos, frequentemente retratados em filmes. No entanto, isso nunca foi capaz de ser demonstrado na vida real, até agora. 

Pesquisadores da Universidade de Washington criaram uma câmera sem fio orientável que é capaz de ser colocada nas costas de um inseto, trazendo esse ponto de vista para o mundo. 

câmera de insetos 

A câmera na parte de trás do inseto pode transmitir vídeo para um smartphone de 1 a 5 quadros por segundo e é colocada em um braço mecânico que permite um giro de 60 graus. A tecnologia oferece fotos panorâmicas de alta resolução, além da possibilidade de rastrear objetos em movimento.

Todo o sistema pesa cerca de 250 miligramas e foi demonstrado nas costas de besouros vivos e robôs do tamanho de insetos.

O trabalho foi publicado em 15 de julho em Robótica Científica.

Shyam Golakota é o autor sênior e professor associado da UW na Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering. 

“Criamos um sistema de câmera sem fio de baixo consumo de energia e peso que pode capturar uma visão em primeira pessoa do que está acontecendo de um inseto vivo real ou criar visão para pequenos robôs”, disse Golakota. “A visão é tão importante para a comunicação e para a navegação, mas é extremamente desafiador fazê-lo em uma escala tão pequena. Como resultado, antes do nosso trabalho, a visão sem fio não era possível para pequenos robôs ou insetos.”

Câmeras de smartphone

Existem algumas razões pelas quais os pesquisadores tiveram que criar uma nova câmera em vez de usar as pequenas que estão atualmente presentes nos smartphones. Os usados ​​atualmente são considerados leves, mas as baterias necessárias os tornariam pesados ​​demais para serem colocados nas costas dos insetos. 

Sawyer Fuller é coautor e professor assistente de engenharia mecânica da UW. 

“Semelhante às câmeras, a visão em animais requer muita energia”, disse Fuller. “É menos importante em criaturas maiores como os humanos, mas as moscas estão usando de 10 a 20% de sua energia em repouso apenas para alimentar seus cérebros, a maior parte dedicada ao processamento visual. Para ajudar a reduzir o custo, algumas moscas têm uma pequena região de alta resolução de seus olhos compostos. Eles viram a cabeça para onde querem ver com clareza extra, como perseguir uma presa ou um companheiro. Isso economiza energia ao ter alta resolução em todo o campo visual.”

Modelado Após a Natureza

A câmera recém-desenvolvida foi inspirada na natureza, e os pesquisadores usaram uma câmera preto e branco de ultra baixa potência para imitar a visão de um animal. A câmera pode se mover por um campo de visão com a ajuda do braço mecânico, que é controlado pela equipe aplicando uma alta voltagem, fazendo com que o braço se dobre e mova a câmera. 

A câmera e o braço podem ser controlados via Bluetooth a partir de um smartphone a até 120 metros de distância. 

Testando a câmera

Os pesquisadores testaram a câmera em dois tipos diferentes de besouros, que acabaram vivendo por pelo menos um ano após o experimento.

“Garantimos que os besouros ainda pudessem se mover adequadamente quando carregavam nosso sistema”, disse Ali Najafi, co-autor principal e aluno de doutorado da UW em engenharia elétrica e de computação. “Eles foram capazes de navegar livremente pelo cascalho, subir uma encosta e até subir em árvores.”

“Adicionamos um pequeno acelerômetro ao nosso sistema para poder detectar quando o besouro se move. Então ele só captura imagens durante esse tempo”, disse Iyer. “Se a câmera estiver apenas transmitindo continuamente sem este acelerômetro, poderíamos gravar de uma a duas horas antes que a bateria acabasse. Com o acelerômetro, poderíamos gravar por seis horas ou mais, dependendo do nível de atividade do besouro.”

Segundo os pesquisadores, essa tecnologia pode ser aplicada nas áreas de biologia e exploração, e eles esperam que versões futuras sejam movidas a energia solar. No entanto, a equipe reconhece que certas questões de privacidade podem surgir devido à tecnologia. 

“Como pesquisadores, acreditamos fortemente que é realmente importante colocar as coisas em domínio público para que as pessoas estejam cientes dos riscos e possam começar a encontrar soluções para resolvê-los”, disse Gollakota.