许多人一直对昆虫和小型生物的观察视角感到好奇,这些观点通常会在电影中出现。但是到目前为止,这在现实生活中还从未得到证实。
华盛顿大学的研究人员创造了一种无线可转向的摄像机,这种摄像机可以放置在昆虫的背面,这样就可以把昆虫的视角带入世界中。
昆虫摄影机
昆虫背面的摄像头可以以每秒1到5帧的速度将视频流传输到手机上,并将其放置在允许60度旋转的机械臂上。该技术可提供高分辨率的全景照片,并且可以跟踪移动的物体。
整个摄像头的系统大约重250毫克,他们在活的甲虫和跟昆虫一般大小的机器人背面进行了演示。该演示于7月15日发表在《科学机器人》杂志上。
Paul G.Allen计算机科学与工程学院的资深作者和UW副教授 Shyam Golakota说:“我们已经创建了一种低功耗,低重量的无线摄像头系统,该系统可以捕获活虫的第一视角或为小型机器人创造视觉。视觉对于通信和导航都非常重要,但是要在那么小的范围内实现它是极具挑战性的。在我们开展工作之前,小型机器人或昆虫都无法实现无线视觉。”
智能手机相机
有几个原因导致研究人员不得不拿出新相机,而不是使用智能手机中自带的相机。当前使用的电池被认为是轻质的,但是所需的电池会使它们太重而无法放在昆虫的背部。
Sawyer Fuller是合著者,也是UW机械工程系的助理教授。他说:“类似于照相机,动物看东西需要用到很大的力量,但是对于像人类这样的大型生物来说,这没什么大不了的。比如苍蝇仅仅将它自己静息能量的10%到20%用于驱动大脑,其他的大部分都用于视觉处理。为了降低成本,某些苍蝇的复眼中还有一个小的高分辨率区域。这样可以节省在整个视觉上都具有高分辨率的能力。”
模仿自然
新开发的相机受到了自然界的启发,研究人员使用超低功率的黑白相机来模仿动物的视线。摄像机可以在机械臂的帮助下在视野内移动,该机械臂由团队施加高电压来控制,从而让机械臂弯曲并移动摄像机。
相机和机械臂可以通过信号最远可达120米的蓝牙在智能手机上进行控制。
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测试相机
研究人员在两种不同类型的甲虫上对该相机进行了测试,这些甲虫在实验后的寿命达到了至少一年。
电子和计算机工程专业的合著者,华盛顿大学博士生Ali Najafi说:“我们能确保甲虫在携带我们的系统时还能正常移动,他们能够自由穿越砾石,爬上斜坡甚至爬树。我们还在系统中增加了一个小型加速器,以便能够检测甲虫在何时移动。然后它只会在这段时间内捕获图像。如果照相机在不使用加速器的情况下,就会一直连续流拍。我们只能在电池耗尽之前记录一到两个小时。借助加速器,我们可以记录六个小时或更长时间,具体多久还是取决于甲虫的活动频率。”
研究人员称,这项技术可以应用于生物学和探索领域,他们希望将来系统的版本可以使用太阳能。但是团队确实意识到该技术可能涉及到某些隐私的问题。
Gollakota说:“作为研究人员,我们坚信将系统置于公共区域非常重要,这样人们才能认识到风险,从而可以提出解决优化方案。”
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