Ученые привязали к жукам крошечные камеры, чтобы увидеть мир их глазами

Маленькая камера для крошечного фотографа приключений. Марк Стоун / Университет Вашингтона

Вы когда-нибудь задумывались, как бы выглядел мир, если бы вы были на метр выше или ниже, чем сейчас? Даже несколько сантиметров могут сделать мир немного другим. Вы видите больше верхушек человеческих голов, если вы высокий, или вам приходиться поднимать голову, если вы невысоки. Но если бы вы были размером с жука, мир бы точно выглядел несколько иначе, чем тот, к которому мы, люди, привыкли.

Тем не менее, мир довольно сложно увидеть с точки зрения крошечного насекомого. Привязывание к портативной камере больше похоже на то, что насекомое раздавливает гигантский камень, поэтому инженеры из Вашингтонского университета хотели изменить это, раздвинув границы того, насколько маленькими могут быть камеры и какую информацию мы можем собрать, используя живых миниатюрных фотографов вместо роботов.

Ученые разработали крошечную черно-белую камеру, которую можно с комфортом установить на живого жука – в частности, на жука-смертника и жука-пинаката. Устройство передавало фотографии и видео прямо на iPhone, точно отражая то, на что смотрел жук: от белок, которые выглядят как неповоротливые медведи гризли, до грузовика, который вырисовывается как гора. Они опубликовали свои выводы в Science Robotics на прошлой неделе.

Вся система весит около одной десятой игральной карты, использует минимальную мощность и удерживает раму в том направлении, куда смотрит жук, имитируя его рулевые механизмы – она ​​использует механическую руку для перемещения в поле обзора. Некоторые насекомые поворачивают головы, чтобы направиться к объекту, который они хотят видеть, говорит Сойер Фуллер, автор исследования и доцент Университета Вашингтона в области машиностроения. Поскольку это позволяет камере захватывать меньшую, более точную область, «[рука] экономит энергию благодаря высокому разрешению по всему их визуальному полю», – сказал Фуллер в пресс-релизе.

Команда также создала совершенно отдельных роботов размером с насекомое, чтобы выступать в роли носителей для своих крошечных камер. Они были полезны для целей, которые могут потребовать большего контроля, например, для исследования небольших пространств, таких как закрытые трубы, говорит соавтор Викрам Айер, докторант Университета Вашингтона в области электротехники и вычислительной техники.

Но необходимые вибрации для перемещения робота создавали размытые картинки. Остановка и запуск каждые пару сантиметров создавали более четкое изображение, но, конечно, оно не отражало реальный опыт жука так же точно, как камеры, установленные на шестиногих жучках. Не говоря уже о том, что робот может перемещаться только от нескольких минут до часа без перезарядки, тогда как ошибки могут продолжаться часами. Плюс, еще один бонус от использования жука в качестве фотографа – это его способность прыгать через скалы и сложную местность, говорит Айер.

«Это первый раз, когда мы видим вид от первого лица со спины жука, когда он гуляет», – сказал Айер в пресс-релизе.

В будущем авторы надеются, что эти крошечные камеры будут работать без батареи и потреблять меньше энергии или даже работать от солнечных батарей. Таким образом, мы могли бы узнать больше о биологии жуков, например, какие стимулы привлекают их внимание и что они делают, когда заметили что-то интересное. И в конце концов, кто не хотел бы видеть больше реальных изображений от наших самых маленьких соседей заднего двора?

DOI: 10.1126/scirobotics.abb0839