กล้องหุ่นยนต์จิ๋วให้มุมมองบุคคลที่หนึ่งของแมลง

ผู้คนหลายชั่วอายุคนต่างสงสัยใคร่รู้เกี่ยวกับมุมมองของแมลงและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ซึ่งมักถูกนำเสนอในภาพยนตร์ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่สามารถแสดงให้เห็นได้ในชีวิตจริงจนถึงตอนนี้ 

นักวิจัยจาก University of Washington ได้สร้างกล้องนำทางไร้สายที่สามารถวางไว้บนหลังแมลงได้ และนำมุมมองดังกล่าวมาสู่โลก 

กล้องแมลง 

กล้องที่ด้านหลังของแมลงสามารถสตรีมวิดีโอไปยังสมาร์ทโฟนที่ 1 ถึง 5 เฟรมต่อวินาที และวางอยู่บนแขนกลที่สามารถหมุนได้ 60 องศา เทคโนโลยีนี้ให้ภาพพาโนรามาที่มีความละเอียดสูง รวมถึงความเป็นไปได้ในการติดตามวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่

ระบบทั้งหมดมีน้ำหนักประมาณ 250 มิลลิกรัม และแสดงให้เห็นที่ด้านหลังของด้วงที่มีชีวิตและหุ่นยนต์ขนาดแมลง

งานคือ การตีพิมพ์ เมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม พ.ศ วิทยาการหุ่นยนต์.

Shyam Golakota เป็นนักเขียนอาวุโสและรองศาสตราจารย์ UW ในโรงเรียนวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และวิศวกรรม Paul G. Allen 

“เราได้สร้างระบบกล้องไร้สายที่ใช้พลังงานต่ำและน้ำหนักเบา ซึ่งสามารถจับภาพมุมมองบุคคลที่หนึ่งเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นจากแมลงที่มีชีวิตจริง หรือสร้างการมองเห็นสำหรับหุ่นยนต์ขนาดเล็ก” โกลาโคตากล่าว “การมองเห็นมีความสำคัญมากสำหรับการสื่อสารและการนำทาง แต่การทำในขนาดที่เล็กนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างยิ่ง ด้วยเหตุนี้ ก่อนการทำงานของเรา การมองเห็นแบบไร้สายจึงเป็นไปไม่ได้สำหรับหุ่นยนต์หรือแมลงขนาดเล็ก”

กล้องสมาร์ทโฟน

มีเหตุผลบางประการที่ทำให้นักวิจัยต้องคิดกล้องใหม่แทนที่จะใช้กล้องขนาดเล็กที่มีอยู่ในสมาร์ทโฟนในปัจจุบัน แบตเตอรี่ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันถือว่ามีน้ำหนักเบา แต่แบตเตอรี่ที่ต้องใช้จะทำให้แบตเตอรี่หนักเกินไปที่จะวางบนหลังแมลง 

Sawyer Fuller เป็นผู้เขียนร่วมและเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลของ UW 

“เช่นเดียวกับกล้อง การมองเห็นในสัตว์ต้องใช้พลังมาก” ฟุลเลอร์กล่าว “มันไม่ใช่เรื่องใหญ่สำหรับสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่เช่นมนุษย์ แต่แมลงวันใช้พลังงาน 10 ถึง 20% ของการพักผ่อนเพื่อขับเคลื่อนสมองของพวกมัน ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ไปกับการประมวลผลภาพ เพื่อช่วยลดค่าใช้จ่าย แมลงวันบางชนิดมีบริเวณเล็กๆ ที่มีความละเอียดสูงของดวงตาผสม พวกเขาหันศีรษะเพื่อนำทางไปยังที่ที่ต้องการมองเห็นอย่างชัดเจนเป็นพิเศษ เช่น เพื่อไล่ล่าเหยื่อหรือคู่ครอง สิ่งนี้ช่วยประหยัดพลังงานมากกว่าการมีความละเอียดสูงทั่วทั้งลานสายตา”

จำลองมาจากธรรมชาติ

กล้องที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ และนักวิจัยได้ใช้กล้องขาวดำพลังงานต่ำพิเศษเพื่อเลียนแบบการมองเห็นของสัตว์ กล้องสามารถเคลื่อนผ่านมุมมองด้วยความช่วยเหลือของแขนกล ซึ่งควบคุมโดยทีมงานที่ใช้ไฟฟ้าแรงสูง ทำให้แขนงอและขยับกล้องได้ 

สามารถควบคุมกล้องและแขนผ่านบลูทูธจากสมาร์ทโฟนได้ไกลถึง 120 เมตร 

ทดสอบกล้อง

นักวิจัยได้ทดสอบกล้องกับด้วง XNUMX ชนิดที่แตกต่างกัน ซึ่งจบลงด้วยการมีชีวิตอยู่ต่อไปอีกอย่างน้อย XNUMX ปีหลังการทดลอง

Ali Najafi ผู้เขียนร่วมและนักศึกษาปริญญาเอกของ UW สาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์กล่าวว่า "เราทำให้แน่ใจว่าแมลงปีกแข็งยังคงเคลื่อนที่ได้อย่างถูกต้องเมื่อพวกมันแบกระบบของเรา" “พวกมันสามารถข้ามหินกรวด ขึ้นทางลาด หรือแม้แต่ปีนต้นไม้ได้อย่างอิสระ”

“เราได้เพิ่มมาตรวัดความเร่งขนาดเล็กลงในระบบของเราเพื่อให้สามารถตรวจจับได้เมื่อแมลงปีกแข็งเคลื่อนที่ จากนั้นจะจับภาพในช่วงเวลานั้นเท่านั้น” Iyer กล่าว “หากกล้องกำลังสตรีมอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีตัววัดความเร่งนี้ เราสามารถบันทึกได้หนึ่งถึงสองชั่วโมงก่อนที่แบตเตอรี่จะหมด ด้วยมาตรความเร่ง เราสามารถบันทึกได้นานหกชั่วโมงหรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับระดับกิจกรรมของด้วง”

นักวิจัยกล่าวว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในด้านชีววิทยาและการสำรวจได้ และพวกเขาหวังว่าจะมีรุ่นต่อไปในอนาคตที่จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ทีมงานตระหนักดีถึงข้อกังวลด้านความเป็นส่วนตัวบางประการที่อาจเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีดังกล่าว 

“ในฐานะนักวิจัย เราเชื่ออย่างยิ่งว่าการเผยแพร่สิ่งต่างๆ ให้เป็นสาธารณสมบัติเป็นสิ่งสำคัญมาก เพื่อให้ผู้คนตระหนักถึงความเสี่ยง และเพื่อให้ผู้คนสามารถเริ่มคิดหาวิธีแก้ปัญหาเพื่อจัดการกับปัญหาเหล่านี้ได้” Gollakota กล่าว