Исследователи из Вашингтонского университета создали систему видеокамер, которая может поместиться на спине у жука.
Процессом съемки можно управлять по беспроводной сети, а также передавать видео и фотографии на подключенный через Bluetooth телефон, сообщает Science Robotics.
С первого взгляда камера может показаться не особо впечатляющей. Изображения снимаются в черно-белом режиме, разрешение составляет 160 x 120 пикселей, а видео передается с частотой от одного до пяти кадров в секунду.
Пойти на некоторые компромиссы команде пришлось пойти, чтобы уменьшить систему камер. Она работает на довольно небольшой мощности, а весь комплект весит всего 248 мг: вполне подъемный вес для жука или крошечного робота.
«Мы создали беспроводную камеру с низким энергопотреблением и малым весом, которая позволит от первого лица живого насекомого наблюдать за миром или создать зрение для маленьких роботов, – говорит старший автор исследования Шьям Голлакота. – Зрение –неотъемлемая часть коммуникаций и навигации, однако чрезвычайно сложно сделать нечто подобное в таком мелком масштабе. До наших попыток беспроводное видение для маленьких роботов и насекомых было невозможным».
Чтобы работать эффективно, насекомые и сами часто идут на компромиссы. Благодаря простому устройству их мозга, широкоугольная визуальная обработка в большинстве случаев просто невозможна. Чтобы это компенсировать, в сложные глаза некоторых мух «встроена» небольшая область, которая способна видеть в высоком разрешении. Муха поворачивает голову и подробно рассматривает вещь, представляющую для нее особый интерес.
Команда разработчиков решила применить подобную технику, прикрепив крошечную камеру к механической руке, способной поворачиваться на 60 градусов. Рука сделана из материала, который изгибается под разными углами с помощью слабых электрических импульсов. Перед тем, как вернуться в исходное положение, она каждый раз замирает примерно на минуту. Такой алгоритм позволяет камере снимать панорамы или отслеживать движущиеся объекты, не расходуя при этом энергию на перемещение всего робота или насекомого.
Настройку камеры исследователи протестировали как на живых жуках, так и на роботах собственного дизайна размером с насекомое.
В случае с живым жуком команде удалось получить съемку от первого лица. Камера могла работать как безостановочно, так и быть подключенной к акселерометру (прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения), который включал ее только во время движения жука. В первом случае батарея работала всего час или два, а во втором целых шесть часов.
Робот перемещался примерно на 3,5 см в секунду, используя вибрации, и прекращал фотографировать, переходя в автономный режим на 90 минут.
Команда говорит, что технология крошечных камер может использоваться для лучшего изучения насекомых, превращения их в «киборгов» или же создания крошечных роботов, которые могли бы ползать в самых труднодоступных местах.
