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3月8日研究人员为甲虫创造了微型相机背包

2022-03-08 09:20:34来源:
导读 每年,像 GoPro 这样的公司都设法将越来越多的功能集成到越来越小的运动相机中,这些运动相机佩戴起来不那么突兀。但华盛顿大学的一组研

每年,像 GoPro 这样的公司都设法将越来越多的功能集成到越来越小的运动相机中,这些运动相机佩戴起来不那么突兀。但华盛顿大学的一组研究人员成功地制造了一个实时流媒体无线摄像头,它是如此之小,以至于昆虫都可以佩戴它。

该相机由华盛顿大学保罗 G. 艾伦计算机科学与工程学院开发,由微软奖学金和国家科学基金会资助,是第一个在不妨碍昆虫移动的情况下提供虫眼世界的相机。它不是小到轻到可以绑在苍蝇上,但它的重量约为 250 毫克,它成功地被一只装死的甲虫和一只皮纳科甲虫携带,它们可以在陡峭的斜坡上携带超过半克的负载,甚至在爬树。

尝试将现代智能手机中的相机小型化,与专业摄影师使用的相机相比,这肯定是很小的,但一旦集成电池,仍然会产生一个太大太重的设备,昆虫无法携带。每次拍摄捕获数百万像素需要大量图像处理,而这又需要大量功率。研究人员采取了另一条路线,复制了大自然对苍蝇如何看待世界的方法。它们的大复眼可以在宽广的视野范围内检测运动(这就是它们很难被拍打的原因),而且还具有一个可以聚焦猎物或其他目标的小而高分辨率的区域,这有助于减轻它们的负担小脑袋。

就图像质量而言,研究人员开发的微型摄像头与 13 年前 iPhone 上的摄像头相比相形见绌。它是黑白的、低分辨率的,并以每秒一到五帧的速度将视频发送到连接的智能手机。为了扩大其视野,相机的镜头可以左右旋转约 60 度,允许远程操作员跟踪目标或生成更高分辨率的全景图,而无需昆虫或同样微小的机器人移动或重新定位自身,这将消耗额外的电力。

鉴于其尺寸和低功耗方法,相机的流媒体能力同样受到限制,蓝牙连接的最大距离约为 120 米,需要远程操作员始终与相机相当近。但是,电池寿命出奇地不错。不间断地流式传输,相机可以运行长达两个小时,但为了延长这一时间,研究人员包括了一个加速度计,以便它只在甲虫移动时捕获和广播图像。这可以将相机的电池寿命增加到六个小时以上。

研究人员承认,他们的设计肯定会引起一些隐私问题,因为昆虫很容易找到进入你家的路,这就是为什么他们将他们的创作公开而不是秘密地向和执法部门购买。但除了窥探之外,它还有一些非常有趣的潜在应用。相机可以为昆虫学家提供关于昆虫如何穿越环境、对野外威胁或其他刺激做出反应的新见解,甚至可以更深入地了解它们的社会结构。

新开发的相机还被用来制造一个同样微小的自主机器人,它可以以每秒 2 到 3 厘米左右的速度移动。这听起来可能并不快,但它已经在这种规模上胜过现有的机器人。随着技术的改进和研究阶段的结束,希望你是墙上的苍蝇不久就会成为现实。

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