Camere robotice miniaturale oferă o vedere în primă persoană a insectelor

Mulți oameni de-a lungul generațiilor au fost curioși cu privire la perspectivele insectelor și ale organismelor mici, care sunt adesea portretizate în filme. Cu toate acestea, acest lucru nu a putut fi demonstrat în viața reală, până acum.

Cercetătorii de la Universitatea din Washington au creat o cameră wireless și direcționabilă care poate fi plasată pe spatele unei insecte, aducând acea perspectivă lumii.

Camera pentru insecte

Camera de pe spatele insectei poate transmite video către un smartphone la 1-5 cadre pe secundă și este plasată pe un braț mecanic care permite o pivotare de 60 de grade. Tehnologia oferă imagini panoramice de înaltă rezoluție, precum și posibilitatea de a urmări obiecte în mișcare.

Întregul sistem cântărește aproximativ 250 de miligrame și a fost demonstrat pe spatele unor gândaci și roboți de dimensiunea insectelor.

Lucrarea a fost publicată pe 15 iulie în Science Robotics.

Shyam Golakota este autorul principal și profesor asociat la Școala de Științe și Inginerie a Calculatoarelor Paul G. Allen de la Universitatea din Washington.

„Am creat un sistem de cameră wireless, cu putere redusă și greutate redusă, care poate capta o vedere în primă persoană a ceea ce se întâmplă dintr-o insectă vie sau poate crea viziune pentru roboți mici” a spus Golakota. „Viziunea este atât de importantă pentru comunicare și navigație, dar este extrem de dificil de realizat la o scară atât de mică. Ca urmare, înainte de lucrarea noastră, viziunea wireless nu a fost posibilă pentru roboți mici sau insecte.”

Camere pentru smartphone

Există câteva motive pentru care cercetătorii au trebuit să creeze o cameră nouă, în loc de a utiliza cele mici care sunt prezente în smartphone-uri. Acestea sunt considerate ușoare, dar bateriile necesare le-ar face prea grele pentru a fi plasate pe spatele insectelor.

Sawyer Fuller este coautor și profesor asistent de inginerie mecanică.

„Similar cu camerele, viziunea în animale necesită multă putere”, a spus Fuller. „Este mai puțin important în creaturi mai mari, cum ar fi oamenii, dar muștele folosesc 10-20% din energia lor de repaus doar pentru a alimenta creierul, majoritatea fiind dedicată procesării vizuale. Pentru a reduce costul, unele muște au o mică regiune de înaltă rezoluție a ochilor lor compuși. Ele își rotesc capul pentru a direcționa unde vor să vadă cu claritate suplimentară, cum ar fi pentru a urmări prada sau un partener. Acest lucru economisește energie în comparație cu avutul unei rezoluții ridicate pe întregul câmp vizual.”

Modelate după natură

Camera nou dezvoltată a fost inspirată de natură, iar cercetătorii au utilizat o cameră alb-negru cu putere foarte mică pentru a imita viziunea unui animal. Camera poate fi mișcată pe un câmp vizual cu ajutorul brațului mecanic, care este controlat de echipă prin aplicarea unei tensiuni ridicate, ceea ce face ca brațul să se îndoaie și să miște camera.

Camera și brațul pot fi controlate prin Bluetooth de la un smartphone, la o distanță de până la 120 de metri.

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

Testarea camerei

Cercetătorii au testat camera pe două tipuri diferite de gândaci, care au supraviețuit timp de cel puțin un an după experiment.

„Ne-am asigurat că gândacii puteau să se miște în mod normal atunci când purtau sistemul nostru”, a spus Ali Najafi, coautor și student doctorand în inginerie electrică și informatică.

„Am adăugat un mic accelerometru la sistemul nostru pentru a putea detecta când gândacul se mișcă. Atunci capturează imagini doar în timpul acela”, a spus Iyer. „Dacă camera ar transmite în mod continuu fără acest accelerometru, am putea înregistra una sau două ore înainte ca bateria să se epuizeze. Cu accelerometrul, am putea înregistra timp de șase ore sau mai mult, în funcție de nivelul de activitate al gândacului.”

Conform cercetătorilor, această tehnologie ar putea fi aplicată în domeniile biologiei și explorării, iar ei speră ca versiunile viitoare să fie alimentate solar. Cu toate acestea, echipa recunoaște anumite preocupări cu privire la confidențialitate care ar putea apărea din cauza tehnologiei.

„Ca cercetători, credem cu tărie că este foarte important să punem lucrurile în domeniul public, astfel încât oamenii să fie conștienți de riscuri și să poată începe să găsească soluții pentru a le aborda”, a spus Gollakota.