不少人都会对昆虫的视角感到好奇,那么,昆虫的***视角是怎么样的?
来自华盛顿大学计算机科学与工程学教授Shyam Gollakota领导的UW研究人员开发了一种微型无线可操控摄像机,它可直接搭载在昆虫的身上,就如电影《蚁人》一般,蚁人眼中的世界,你也将能get到。
这个***机约250毫克(约为纸牌重量的十分之一),安装于可旋转60度的机械臂上,以每秒1至5帧的速度将视频流传输到智能手机,将之放在昆虫上,人类就能看到昆虫的***视角了。
早期模仿昆虫视线相机的实践
早前就有各种关于模仿昆虫视线的实践。例如2013年,研究人员创造了一种数码相机,可以模仿昆虫,特别是火蚁和树皮甲虫的凸起眼睛。
摄像机可以捕获几乎无限景深的160度宽视野,这意味着照片的所有区域都将清晰对焦。微小的穹顶覆盖有180个微透镜,每个微透镜捕获对象的独特角度。
研究人员将光电二极管和弹性微透镜的薄硅片结合在一起,并将它们拉伸成半球。这些图像以其原始形状记录在计算机上,但是如果需要可以将它们打印出来。
研究人员的灵感来自节肢动物的高级眼睛,其中包括甲壳类动物、蜘蛛和昆虫。他们的圆顶形眼睛挤满了多个微小的眼睛元素,上面还铺着角膜镜片。***个数码相机原型***接近火蚁的复眼,它们只有180个光学单元,称为ommatidia。
以上还是仅限于模仿昆虫的眼睛制造高级相机,如果是让昆虫背负GoPro呢?
微型GoPro昆虫***视角:可记录6小时
对于昆虫将要背负的相机***点要求必然是微型、低耗。典型的小型相机(例如智能手机中使用的相机)会使用大量功能来捕获广角、高分辨率的照片,但是无法在昆虫身上工作。尽管摄像机本身很轻巧,但支撑它们所需的电池却使整个系统变得又大又笨,这样将导致昆虫(或昆虫大小的机器人)无法四处徘徊。
为了模仿动物的视力,研究人员使用了一个微型超低功率黑白相机,该相机可以借助机械臂扫过整个视野。当团队施加高电压时,手臂会移动,这会使材料弯曲并将摄像机移动到所需位置。除非团队施加更大的力量,否则手臂会保持该角度大约一分钟,然后再放松回到其原始位置。这类似于人们在回到更中立的位置之前,只能在短时间内保持头部朝一个方向转动的方式。
研究人员将可移动系统连接到两种不同类型的甲虫的背面,已知类似的甲虫能够承受超过半克的重量。
研究人员确保甲虫在携带相机时时仍能正常移动,使他们能够自由穿越砾石,爬上斜坡甚至爬树。
在系统中,研究人员增加了一个小型加速度计,以便能够检测甲虫何时移动,这样它只会在这段时间内捕获图像,类似于行车记录仪。
研究人员表示,“如果照相机不使用该加速度计就一直在连续流拍,我们可以在电池耗尽之前记录一到两个小时。使用该加速度计,我们可以记录六个小时或更长时间,具体取决于甲虫的活动情况。”
还可应用于小型机器人的微型相机
“视觉对于通信和导航非常重要,但是在如此小的规模上实现视觉挑战非常巨大。因此,在我们开展工作之前,对于小型机器人或昆虫来说,无线视觉是不可能的。”
在昆虫上实现突破后,研究人员还使用他们的摄像头系统设计了世界上***小的具有无线视觉功能的地面动力自主机器人。
这种昆虫大小的机器人利用振动来移动,消耗的功率几乎与低功率蓝牙无线电所需的功率相同。
团队对轻巧和低功耗移动相机的潜力感到兴奋,研究人员表示,该系统的应用范围可能从生物学到探索新的环境。
研究小组希望,未来的相机版本将需要更少的电量,如果是开发出太阳能版本,“妈妈再也不用担心我没电了”。
然而,值得思考的是,如果该相机如果被用于其他领域,不免有泄露“隐私风险”,不知道到时候机器人“负责”不?
本文摘自:网络 日期:2020-07-28
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