Zobacz świat z perspektywy owada. Mikro kamera zamontowana na plecach żuczka

Obraz przesyłany jest na ekran telefonu z niezbyt imponującą liczbą 1 do 5 klatek na sekundę (ludzkie oko rejestruje 24) z kamery zamontowanej na ramieniu robota zdolnym zmieniać jej położenie w zakresie 60 stopni. Pozwala to na stworzenie większego obrazu panoramicznego lub śledzić ruch owada z mniejszym zużyciem energii. Całość waży 250 mg, dziesiątą część tego, co plastikowa karta do gry.

– Stworzyliśmy niskonapięciową, lekką i bezprzewodową kamerę zdolną przekazywać obraz z perspektywy noszącego ją robaka. Alternatywnie, mamy tu system, który można zamontować na małych robotach – tłumaczy Shyam Gollakota jeden z autorów opisu badania opisanych w czasopiśmie Science Robotics, wykładowca Szkoły Nauk Komputerowych i Inżynieryjnych im. Paula G. Allena na University of Washington.

Jak twierdzi Gollakota, nie istniał dotąd niskonapięciowy bezprzewodowy system transmisji obrazu w skali, którą osiągnięto w laboratorium Univeristy of Washington. Kamery montowane w telefonach są małe, ale potrzebują olbrzymich zasobów energii do przechwycenia obrazu. Podobne rozwiązania nie są możliwe, jeżeli ma je nosić na grzbiecie mały owad.

Problem ciężkich baterii rozwiązano czerpiąc pomysły od Matki Natury. O ile na poziomie biologicznym człowiek czy duże zwierzę nie przejmuje się kwestiami ”zasilania” swojej aparatury optycznej, to dla muchy np. to już jest kluczowa sprawa.

Jak zwraca uwagę kolejny współautor badania, zajmujący się inżynierią mechaniczną Sawyer Fuller, mucha zużywa 10 do 20 proc. energii spoczynkowej tylko na zasilanie własnego mózgu, większość którego poświęcone jest przetwarzaniu informacji wizualnej.

Energetyczny koszt mucha tnie wykorzystując specyfikę budowy swojego oka. Tylko jeden jego fragment rejestruje obraz z dużą rozdzielczością i żeby widzieć lepiej jakiś fragment otoczenia mucha musi poruszyć głową w tamtą stronę.

Wychodząc od tego naturalnego mechanizmu zaprojektowano poruszającą się mikro kamerę. Zamontowana na ramieniu robota, kamera pod wpływem sygnału przesyłanego w technologii Bluetooth (zasięg do 120 metrów) porusza się od lewa do prawa zgodnie z aplikowanym urządzeniu napięciem. Zupełnie jakbyśmy sami na chwilę obejrzeli się w lewo i prawo przed przejściem przez ulicę, patrząc prosto już chwilę później.

Dla dalszego oszczędzania energii transmisją zarządzał akcelerometr – sygnał nadawany był tylko gdy owad się poruszał (wydłużyło czas nagrania z 2 do 6 godzin). Poruszając sensorem nie tylko oszczędza się energię, ale też tworzy obraz o większym zagęszczeniu pikseli niż gdyby użyć obiektywu szerokokątnego pokrywającego jednorazowo ten sam zakres pola co ”bujająca się kamera”, ale dzielącego się później na tę samą liczbę pikseli w sensorze.

W ramach eksperymentów na żywym owadzie (bo próbowano też mechanicznego tragarza) użyto pustynnego chrząszcza żelaznego (Asbolus verrucosus) oraz chrząszcza pinakate (Eleodes obscurus), oba żyjące na amerykańskiej pustyni Sonora. W przeszłości zaobserwowano, że oba są w stanie unieść ciężar nawet 0,5 grama. W doświadczeniu musiały przecież poruszać się naturalnie. Ponoć nawet zdołały wejść na drzewo. Owady nie ucierpiały w badaniu, żyły ponoć rok po zakończeniu eksperymentu. Co ciekawe, gdy kamerę zamontowano na mikro robocie, wibracje urządzenia czyniły obraz nieczytelnym.