Piccole fotocamere robotizzate offrono una vista in prima persona degli insetti
Molte persone nel corso delle generazioni sono state curiose dei punti di vista di insetti e piccoli organismi, che sono spesso rappresentati nei film. Tuttavia, finora non è mai stato possibile dimostrarlo nella vita reale.
I ricercatori dell’Università di Washington hanno creato una telecamera orientabile wireless in grado di essere posizionata sul retro di un insetto, portando quel punto di vista al mondo.
Telecamera per insetti
La fotocamera sul retro dell’insetto può trasmettere video su uno smartphone da 1 a 5 fotogrammi al secondo ed è posizionata su un braccio meccanico che consente un perno di 60 gradi. La tecnologia offre scatti panoramici ad alta risoluzione, nonché la possibilità di tracciare oggetti in movimento.
L’intero sistema pesa circa 250 milligrammi ed è stato dimostrato sul retro di coleotteri vivi e robot delle dimensioni di un insetto.
Il lavoro è stato pubblicato il 15 luglio su Science Robotics.
Shyam Golakota è l’autore senior e professore associato presso la UW nella scuola di informatica e ingegneria Paul G. Allen.
“Abbiamo creato un sistema di telecamere wireless a bassa potenza, basso peso in grado di catturare una visione in prima persona di ciò che sta accadendo da un vero insetto vivo o creare una visione per piccoli robot”, ha affermato Golakota. “La visione è così importante per la comunicazione e per la navigazione, ma è estremamente impegnativo farlo su così piccola scala. Di conseguenza, prima del nostro lavoro, la visione wireless non era possibile per piccoli robot o insetti. “
Fotocamere per smartphone
Ci sono alcuni motivi per cui i ricercatori hanno dovuto inventare una nuova fotocamera anziché utilizzare quelle piccole che sono attualmente presenti negli smartphone. Quelle attualmente utilizzate sono considerate leggere, ma le batterie necessarie le renderebbero troppo pesanti per essere posizionate sul retro degli insetti.
Sawyer Fuller è coautore e assistente universitario UW di ingegneria meccanica.
“Simile alle telecamere, la visione negli animali richiede molta potenza”, ha affermato Fuller. “È meno importante per le creature più grandi come gli umani, ma le mosche usano dal 10 al 20% della loro energia di riposo solo per alimentare il cervello, la maggior parte delle quali è dedicata all’elaborazione visiva. Per aiutare a ridurre i costi, alcune mosche hanno una piccola regione ad alta risoluzione dei loro occhi composti. Girano la testa per guidare dove vogliono vedere con maggiore chiarezza, come per inseguire prede o un compagno. Ciò consente di risparmiare energia grazie all’elevata risoluzione sull’intero campo visivo. “
Modellato dopo la natura
La fotocamera di nuova concezione è stata ispirata dalla natura e i ricercatori hanno utilizzato una fotocamera in bianco e nero a bassissima potenza per imitare la visione di un animale. La telecamera può muoversi attraverso un campo visivo con l’aiuto del braccio meccanico, che è controllato dalla squadra che applica un’alta tensione, facendo piegare il braccio e muovere la telecamera.
La fotocamera e il braccio possono essere controllati tramite Bluetooth da uno smartphone fino a 120 metri di distanza.
Test della fotocamera
I ricercatori hanno testato la fotocamera su due diversi tipi di coleotteri, che hanno finito per vivere per almeno un anno dopo l’esperimento.
“Ci siamo assicurati che gli scarafaggi potessero ancora muoversi correttamente quando trasportavano il nostro sistema”, ha affermato Ali Najafi, co-responsabile autore e studente di dottorato in ingegneria elettrica e informatica. “Sono stati in grado di navigare liberamente attraverso la ghiaia, su un pendio e persino arrampicarsi sugli alberi.”
“Abbiamo aggiunto un piccolo accelerometro al nostro sistema per essere in grado di rilevare quando lo scarafaggio si muove. Quindi acquisisce immagini solo durante quel periodo “, ha detto Iyer. “Se la videocamera continua a trasmettere in streaming senza questo accelerometro, potremmo registrare da una a due ore prima che la batteria si scarichi. Con l’accelerometro, potremmo registrare per sei ore o più, a seconda del livello di attività dello scarabeo. “
Secondo i ricercatori, questa tecnologia potrebbe essere applicata nelle aree della biologia e dell’esplorazione e sperano che le versioni future siano alimentate a energia solare. Tuttavia, il team riconosce che determinati problemi di privacy potrebbero sorgere a causa della tecnologia.
“Come ricercatori crediamo fermamente che sia davvero importante mettere le cose di dominio pubblico in modo che le persone siano consapevoli dei rischi e così le persone possano iniziare a trovare soluzioni per affrontarle”, ha detto Gollakota.
