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你見過裝在昆蟲背上的攝像機(jī)嗎
2020-07-31
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    據(jù)外媒報道,國外某大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種微型無線可操控攝像機(jī),它也可以搭載在昆蟲身上,讓每個人都有機(jī)會看到蟻人眼中的世界。
    這個攝像頭安裝在一個可以旋轉(zhuǎn) 60 度的機(jī)械臂上,以每秒 1 到 5 幀的速度向智能手機(jī)傳輸視頻,允許觀看者捕獲高分辨率圖像、全景拍攝或跟蹤移動的對象,且消耗最小的能量。

 

    整個系統(tǒng)重約 250 毫克,相當(dāng)于撲克牌的十分之一,為了展示它的多功能性,研究人員將其安裝在活甲蟲和昆蟲大小的機(jī)器人上進(jìn)行了實驗。
    這是一種低功耗、低重量的無線攝像系統(tǒng),它可以從活生生的昆蟲身上以第一人稱視角捕捉到發(fā)生的事情,也可以為小型機(jī)器人創(chuàng)造視覺。視覺對于溝通和導(dǎo)航來說是非常重要的,但在如此小的尺寸上做到這一點是極具挑戰(zhàn)性的。

 

    研究團(tuán)隊通過模仿蒼蠅的視覺系統(tǒng),研發(fā)了一臺微型、超低功耗的黑白相機(jī),它可以借助機(jī)械臂掃描整個視野。當(dāng)團(tuán)隊施加高電壓時,手臂會移動,使材料彎曲,并將攝像機(jī)移動到所需的位置。
    通過移動相機(jī)的一個好處是,可以在不消耗大量電能的情況下獲得廣角的視角??梢愿櫼粋€移動的物體,而不需要花費能量來移動整個機(jī)器人。與使用廣角鏡頭相比,這些圖像的分辨率更高,而且可以在更大的區(qū)域內(nèi)分割出同樣數(shù)量的像素。研究人員將這個系統(tǒng)安裝在兩種不同類型的甲蟲背上——裝死甲蟲、和松形甲蟲。并確保甲蟲在攜帶系統(tǒng)時仍能正常移動。他們能夠自由地穿過碎石,爬上斜坡,甚至爬樹。

 

    為了證明這套相機(jī)系統(tǒng)“人畜無害”,研究人員在實驗結(jié)束后,觀察到這些甲蟲還至少存活了一年時間。
 

    此外,研究人員還在該套相機(jī)系統(tǒng)中增加了一個小型加速度計,以便能夠探測到甲蟲的移動,這樣就能讓相機(jī)只在甲蟲運動的這段時間里開機(jī)工作。
    研究人員還利用他們的攝像系統(tǒng),設(shè)計了世界上最小的具有無線視覺的電力自主機(jī)器人。這個昆蟲大小的機(jī)器人利用振動來移動,消耗的能量幾乎與低功耗藍(lán)牙無線電所需的能量相當(dāng)。

 

    昆蟲機(jī)器人運動時會使照相機(jī)抖動,從而產(chǎn)生扭曲的圖像。為了解決這個問題,設(shè)計讓機(jī)器人暫時停下來,拍張照片,然后繼續(xù)它的旅程。通過這種策略,該整套系統(tǒng)仍能以每秒 2 到 3 厘米的速度移動,這比任何其他利用振動移動的微型機(jī)器人都要快,而且電池的壽命約為 90 分鐘。
    研究人員表示,該系統(tǒng)的應(yīng)用可以從生物學(xué)到探索新環(huán)境,像甲蟲這樣的活蟲可以攜帶相機(jī)走動數(shù)小時甚至爬樹,由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了小型機(jī)器人的能力,因此開辟了使用帶有傳感器的昆蟲來監(jiān)視農(nóng)業(yè)、蟲害控制以及探索管道或其他密閉空間之類的可能性。
    未來版本的相機(jī)也將需要更少的電力,并且不需要電池,比如可以是太陽能的。

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