یک اشکال نمایش چشم از کوچک ‘سوسک کوله پشتی دوربین

کوچک بی سیم steerable دوربین است که همچنین می توانید سوار شدن روی یک حشره می دهد هر کس یک فرصت برای دیدن یک اشکال است ،

این دوربین که جریان های تصویری برای گوشی های هوشمند در 1 تا 5 فریم در ثانیه بر روی یک بازوی مکانیکی است که می تواند محوری 60 درجه است. این اجازه می دهد تا بیننده را به ضبط با وضوح بالا پانوراما شات یا مسیر یک جسم در حال حرکت در حالی که با صرف کمترین مقدار انرژی است.

“…قبل از ما کار بی سیم چشم انداز نشده است ممکن است برای روبات های کوچک و یا حشرات.”

برای نشان دادن تنوع این سیستم که وزن آن در حدود 250 میلی گرم—حدود یک دهم وزن یک کارت بازی—تیم نصب شده آن را در بالا از زندگی سوسک ها و حشرات به اندازه روبات.

“ما یک کم قدرت و کم وزن, بی سیم, دوربین, سیستم است که می توانید دید اول شخص از آنچه اتفاق می افتد از یک واقعی حشرات زنده و یا ایجاد چشم انداز برای روبات های کوچک می گوید:” نویسنده ارشد Shyam Gollakota یک دانشیار در این Paul G. Allen دانشکده علوم کامپیوتر و مهندسی در دانشگاه واشنگتن است.

A researcher attaches the camera to the beetle
یک محقق متصل به سیستم دوربین به یک Pinacate سوسک. (اعتبار: علامت سنگ/U. واشنگتن)

“چشم انداز بسیار مهم است برای ارتباطات و ناوبری, اما آن را بسیار به چالش کشیدن به آن را انجام دهد در چنین مقیاس کوچک. به عنوان یک نتیجه, قبل از کار ما بی سیم چشم انداز نشده است ممکن است برای روبات های کوچک و یا حشرات.”

نمونه کوچک دوربین های دیجیتال, از جمله کسانی که مورد استفاده در گوشی های هوشمند با استفاده از مقدار زیادی از قدرت را به تصرف زاویه با وضوح بالا عکس ها که کار نمی کند در حشرات در مقیاس. در حالی که دوربین خود را بسیار سبک وزن و باتری آنها نیاز به حمایت آنها را به طور کلی سیستم بیش از حد بزرگ و سنگین برای حشرات—یا به اندازه حشرات روبات—به پس زدن دهنه اسب در اطراف. بنابراین این تیم در زمان یک درس از زیست شناسی.

“شبیه به دوربین های دید در حیوانات نیاز به مقدار زیادی از قدرت می گوید:” coauthor سایر فولر استادیار مهندسی مکانیک.

“آن کمتر از یک معامله بزرگ در بزرگتر موجودات مانند انسان اما مگس ها با استفاده از 10 به 20 درصد خود را در حالت استراحت انرژی فقط به قدرت مغز خود را که بیشتر آن اختصاص داده شده است برای پردازش بصری. برای کمک به کاهش هزینه برخی از مگس ها باید کوچک و وضوح بالا منطقه خود را ترکیب ، آنها به نوبه خود سر خود را به هدایت که در آن آنها می خواهند برای دیدن با وضوح فوق العاده جمله برای تعقیب شکار و یا یک همسر. این موجب صرفه جویی در قدرت بر داشتن وضوح بالا بیش از کل میدان دید.”

به تقلید از حیوانات چشم انداز محققان با استفاده از یک کوچک ultra-low-power سیاه-و-سفید دوربین است که می تواند رفت و برگشت در سراسر میدان دید با کمک یک بازوی مکانیکی. بازو حرکت می کند زمانی که این تیم اعمال ولتاژ بالا که باعث می شود مواد خم شدن و حرکت دوربین به موقعیت مورد نظر.

مگر اینکه این تیم اعمال قدرت بیشتر بازو باقی می ماند که در آن زاویه برای حدود یک دقیقه قبل از استراحت دوباره به جایگاه اصلی آن است. این است که چگونه مردم می توانند با نگه داشتن سر خود را تبدیل در یک جهت و فقط برای یک دوره کوتاه از زمان قبل از بازگشت به موقعیت های خنثی.

“یکی از مزیت بودن قادر به حرکت دوربین است که شما می توانید یک زاویه نظر از آنچه اتفاق می افتد بدون مصرف مقدار زیادی از قدرت می گوید:” شرکت سرب نویسنده Vikram Iyer دانشجوی دکتری در مهندسی برق و کامپیوتر.

“ما می توانیم مسیر یک جسم در حال حرکت و بدون نیاز به صرف انرژی برای حرکت یک ربات تمام. این تصاویر نیز در رزولوشن بالاتر از اگر ما با استفاده از یک لنز زاویه باز که ایجاد یک تصویر با همان تعداد پیکسل تقسیم شده بیش از یک مقدار بزرگتر منطقه است.”

“ما مطمئن ساخته شده از سوسک می تواند هنوز هم به درستی حرکت می کند زمانی که آنها حمل سیستم ما.”

دوربین و بازوی کنترل از طریق بلوتوث از گوشی های هوشمند از راه دور تا 120 متر دور, فقط یک کمی طولانی تر از یک زمین فوتبال است.

محققان متصل خود قابل جابجایی سیستم به پشت دو نوع مختلف از سوسک—مرگ-feigning سوسک و Pinacate سوسک. شبیه سوسک شناخته شده اند قادر به حمل بارهای سنگین تر از نیم گرم, محققان می گویند.

“ما مطمئن ساخته شده از سوسک می تواند هنوز هم به درستی حرکت می کند زمانی که آنها حمل سیستم ما می گوید:” شرکت سرب نویسنده علی نجفی دانشجوی دکتری در مهندسی برق و کامپیوتر. “آنها قادر به حرکت آزادانه در سراسر شن تا یک شیب و حتی بالا رفتن از درخت.”

سوسک نیز زندگی می کردند به مدت حداقل یک سال پس از آزمایش به پایان رسید.

“ما اضافه شده یک شتاب سنج برای سیستم ما قادر به تشخیص زمانی که سوسک حرکت می کند. سپس آن را تنها قطاری از تصاویر در آن زمان” Iyer می گوید.

“اگر این دوربین فقط به طور مداوم جریان بدون این شتاب سنج, ما می تواند رکورد یک تا دو ساعت قبل از باتری درگذشت. با شتاب سنج ما می تواند رکورد شش ساعت یا بیشتر بسته به سوسک سطح فعالیت.”

محققان همچنین با استفاده از دوربین خود سیستم برای طراحی کوچکترین جهان, زمینی, قدرت مستقل ربات با بی سیم دید. این حشرات به اندازه ربات با استفاده از ارتعاشات به حرکت و مصرف تقریبا همان قدرت به عنوان قدرت بلوتوث رادیو نیاز به کار گیرند.

این تیم دریافتند که ارتعاشات را تکان داد و تولید تصاویر تحریف. محققان حل این مسئله با داشتن ربات توقف لحظه ای به گرفتن عکس و سپس از سرگیری سفر خود را. با این استراتژی بود که این سیستم هنوز هم قادر به حرکت در حدود 2 تا 3 سانتی متر در ثانیه—سریع تر از هر دیگر ربات کوچک است که با استفاده از ارتعاشات به حرکت می کند—و عمر باتری در حدود 90 دقیقه است.

“این اولین بار است که ما تا به حال یک دید اول شخص از پشت یک سوسک در حالی که راه رفتن در اطراف.”

در حالی که این تیم هیجان زده در مورد پتانسیل بسیار سبک وزن و کم قدرت دوربین تلفن همراه محققان اذعان دارند که این تکنولوژی می آید با یک مجموعه جدید از خطرات حفظ حریم خصوصی.

“به عنوان پژوهشگران ما قویا بر این باورند که آن را واقعا مهم است برای قرار دادن همه چیز در مالکیت عمومی تا مردم آگاه از خطرات و بنابراین مردم می توانند شروع به بالا آمدن با راه حل های آنها را به آدرس” Gollakota می گوید.

برنامه های کاربردی می تواند طیف وسیعی از زیست شناسی به بررسی رمان محیط, محققان می گویند. این تیم امیدوار است که نسخه های آینده از این دوربین نیاز به حتی کمتر قدرت و توان باتری رایگان بالقوه خورشیدی.

“این اولین بار است که ما تا به حال یک دید اول شخص از پشت یک سوسک در حالی که راه رفتن در اطراف. وجود دارد بنابراین بسیاری از سوالات شما می تواند کشف مانند چگونه سوسک پاسخ به محرک های مختلف است که آن را می بیند در محیط زیست؟” Iyer می گوید. “اما همچنین حشرات می تواند گذشتن از محیط های سنگی است که واقعا به چالش کشیدن برای روبات برای انجام در این مقیاس است. بنابراین این سیستم همچنین می تواند به ما کمک کند با اجازه دادن به ما مراجعه کنید و یا جمع آوری نمونه از سخت-به-حرکت فاصله است.”

یوهانس جیمز یک UW مهندسی مکانیک دانشجوی دکترای نیز coauthor از کاغذ. بودجه آمد از مایکروسافت یاران و بنیاد ملی علوم.

نتایج به نظر می رسد در علم رباتیک.

منبع: دانشگاه واشنگتن

اصلی مطالعه DOI: 10.1126/scirobotics.abb0839

tinyurlis.gdclck.ruulvis.netshrtco.de