你見(jiàn)過(guò)裝在昆蟲(chóng)背上的攝像機(jī)嗎
據(jù)外媒報(bào)道，國(guó)外某大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種微型無(wú)線可操控?cái)z像機(jī)，它也可以搭載在昆蟲(chóng)身上，讓每個(gè)人都有機(jī)會(huì)看到蟻人眼中的世界。
這個(gè)攝像頭安裝在一個(gè)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(dòng)的對(duì)象，且消耗最小的能量。
這個(gè)攝像頭安裝在一個(gè)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(dòng)的對(duì)象，且消耗最小的能量。
整個(gè)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(chóng)和昆蟲(chóng)大小的機(jī)器人上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
這是一種低功耗、低重量的無(wú)線攝像系統(tǒng)，它可以從活生生的昆蟲(chóng)身上以第一人稱(chēng)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(jué)。視覺(jué)對(duì)于溝通和導(dǎo)航來(lái)說(shuō)是非常重要的，但在如此小的尺寸上做到這一點(diǎn)是極具挑戰(zhàn)性的。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)模仿蒼蠅的視覺(jué)系統(tǒng)，研發(fā)了一臺(tái)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(gè)視野。當(dāng)團(tuán)隊(duì)施加高電壓時(shí)，手臂會(huì)移動(dòng)，使材料彎曲，并將攝像機(jī)移動(dòng)到所需的位置。
通過(guò)移動(dòng)相機(jī)的一個(gè)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€(gè)移動(dòng)的物體，而不需要花費(fèi)能量來(lái)移動(dòng)整個(gè)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(gè)系統(tǒng)安裝在兩種不同類(lèi)型的甲蟲(chóng)背上——裝死甲蟲(chóng)、和松形甲蟲(chóng)。并確保甲蟲(chóng)在攜帶系統(tǒng)時(shí)仍能正常移動(dòng)。他們能夠自由地穿過(guò)碎石，爬上斜坡，甚至爬樹(shù)。
為了證明這套相機(jī)系統(tǒng)“人畜無(wú)害”，研究人員在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，觀察到這些甲蟲(chóng)還至少存活了一年時(shí)間。
此外，研究人員還在該套相機(jī)系統(tǒng)中增加了一個(gè)小型加速度計(jì)，以便能夠探測(cè)到甲蟲(chóng)的移動(dòng)，這樣就能讓相機(jī)只在甲蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間里開(kāi)機(jī)工作。
研究人員還利用他們的攝像系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了世界上最小的具有無(wú)線視覺(jué)的電力自主機(jī)器人。這個(gè)昆蟲(chóng)大小的機(jī)器人利用振動(dòng)來(lái)移動(dòng)，消耗的能量幾乎與低功耗藍(lán)牙無(wú)線電所需的能量相當(dāng)。
昆蟲(chóng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)使照相機(jī)抖動(dòng)，從而產(chǎn)生扭曲的圖像。為了解決這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)讓機(jī)器人暫時(shí)停下來(lái)，拍張照片，然后繼續(xù)它的旅程。通過(guò)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(dòng)，這比任何其他利用振動(dòng)移動(dòng)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(chóng)這樣的活蟲(chóng)可以攜帶相機(jī)走動(dòng)數(shù)小時(shí)甚至爬樹(shù)，由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了小型機(jī)器人的能力，因此開(kāi)辟了使用帶有傳感器的昆蟲(chóng)來(lái)監(jiān)視農(nóng)業(yè)、蟲(chóng)害控制以及探索管道或其他密閉空間之類(lèi)的可能性。
未來(lái)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(yáng)能的。
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