Мініатюрні роботизовані камери дають перший погляд на комах

Багато людей протягом поколінь були цікаві щодо точки зору комах і малих організмів, які часто зображуються у фільмах. Однак це ніколи не могло бути продемонстровано в реальному житті, аж поки тепер.

Дослідники з Університету Вашингтону створили бездротову керовану камеру, яка здатна бути розміщена на спині комахи, надаючи той погляд світу.

Камера для комах

Камера на спині комахи може передавати відео на смартфон зі швидкістю 1-5 кадрів на секунду, і вона розміщена на механічній руці, яка дозволяє поворот на 60 градусів. Ця технологія забезпечує високоякісні, панорамні знімки, а також можливість відстежувати рухомі об’єкти.

Ціла система важить близько 250 міліграмів, і вона була продемонстрована на спині живих жуків і роботів розміром з комах.

Робота була опублікована 15 липня в Science Robotics.

Шьям Голакота – старший автор і доцент Університету Вашингтону в школі комп’ютерних наук та інженерії імені Пола Г. Аллена.

“Ми створили низьковольтну, легку, бездротову камерну систему, яка може захопити перший погляд на те, що відбувається з реальної живої комахи або створити зір для малих роботів”, – сказав Голакота. “Зір дуже важливий для спілкування і навігації, але це дуже складно зробити на такому малому масштабі. В результаті, до нашої роботи, бездротова зір не була можливою для малих роботів або комах.”

Камери смартфонів

Є кілька причин, чому дослідники мали створити нову камеру, а не використовувати малі камери, які зараз присутні в смартфонах. ті, що зараз використовуються, вважаються легкими, але батареї, які необхідні, зробили б їх занадто важкими, щоб розмістити на спині комах.

Сойєр Фуллер – співавтор і доцент Університету Вашингтону в галузі механічної інженерії.

“Подібно до камер, зір у тварин вимагає багато потужності”, – сказав Фуллер. “Це менше проблем у великих істот, таких як люди, але мухи використовують 10-20% своєї енергії спокою лише для живлення свого мозку, більшість якого присвячена обробці зору. Щоб допомогти скоротити витрати, деякі мухи мають малий, високорозрізний регіон своїх складних очей. Вони повертають голову, щоб керувати тим, куди вони хочуть бачити з додатковою ясністю, наприклад, для переслідування здобичі або партнера. Це економить потужність над тим, щоб мати високий розріз по всьому полі зору.”

Зразковий за природою

Нова камера була розроблена за зразком природи, і дослідники використали наднизьковольтну чорно-білі камеру, щоб наслідувати зір тварини. Камера може рухатися по полі зору за допомогою механічної руки, яка керується командою шляхом застосування високої напруги, що викликає згинання руки і рух камери.

Камера і рука можуть бути керовані через Bluetooth з смартфону на відстані до 120 метрів.

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

Тестування камери

Дослідники протестували камеру на двох різних типах жуків, які вижили не менше року після експерименту.

“Ми зробили так, щоб жуки могли рухатися правильно, коли вони несли нашу систему”, – сказав Алі Наджафі, співавтор і аспірант Університету Вашингтону в галузі електротехніки та комп’ютерних наук. “Вони могли вільно пересуватися по гравію, вгору по схилу і навіть піднімалися на дерева.”

“Ми додали малий акселерометр до нашої системи, щоб виявити, коли жук рухається. Тоді воно захоплює зображення лише під час цього часу”, – сказав Ієр. “Якщо камера просто безперервно передає відео без цього акселерометра, ми могли б записати один-два години, перш ніж батарея вимерла. З акселерометром ми могли записувати шість годин або більше, залежно від рівня активності жука.”

За словами дослідників, ця технологія може бути застосована в галузі біології та дослідження, і вони сподіваються, що майбутні версії будуть сонячними. Однак команда визнає певні проблеми конфіденційності, які можуть виникнути через цю технологію.

“Як дослідники, ми твердо переконані, що дуже важливо розмістити все в публічному домені, щоб люди були обізнані про ризики і щоб люди могли почати розробляти рішення для їх вирішення”, – сказав Голакота.