Forscher haben gerade eine käfergroße Action-Kamera für die Wissenschaft entwickelt

Wissenschaftler haben jetzt Ich habe GoPros an verschiedenen Tieren befestigt der Forschung halber – aber was ist mit den kleinsten Vertretern des Tierreichs? Inspiriert von der Biologie eines Käferauges, Forscher der University of Washington hat eine Kamera entwickelt, die klein genug ist, um von einigen Käfern getragen zu werden, wiegt nur 250 Milligramm (das sind 0,009 Unzen). Die Modellierung der Insektenkamera nach dem Vorbild des Insektensehens könnte sowohl dazu beitragen, Technologien für kleinere Robotik zu entwickeln, als auch Möglichkeiten für die Entomologieforschung zu eröffnen.

Die heute veröffentlichte Studie in Wissenschaftsrobotik, stattete zwei Käferarten mit einem Kamerarucksack aus und baute anschließend einen Miniaturroboter, der das gleiche Kamerasystem trug. Das Team wollte eine Kamera bauen, die nur halb so schwer ist wie andere Käfer musste weit über kleine Kameras für Smartphones hinausgehen und sich von den Käfern inspirieren lassen sich.

Wie der Co-Autor der Studie, Sawyer Fuller, erklärt, haben einige Fliegen ein „hochauflösendes“ Zentrum und drehen ihren Kopf, wenn sie detaillierter sehen möchten. Der winzige Kamerarucksack ist mit einem mechanischen Arm ausgestattet, der die Kamera bewegt. Das Design ermöglicht es der Insektenkamera, Bilder mit höherer Auflösung aufzunehmen, als dies mit einem Weitwinkelobjektiv möglich wäre, und das bei geringerer Leistung.

Um Strom zu sparen und eine schwere Batterie vom Käfer fernzuhalten, waren neben dem beweglichen Arm noch mehrere andere Änderungen erforderlich. Die Kamera sendet ein Video an eine Smartphone über Bluetooth, das Schwarz-Weiß-Video wird jedoch nur mit ein bis fünf Bildern pro Sekunde aufgezeichnet. Ein Beschleunigungsmesser löst die Kamera außerdem nur dann aus, wenn sich der Käfer bewegt, wodurch die Laufzeit der winzigen Batterie von zwei auf sechs Stunden verlängert wird.

Die Forscher sagten, dass die Käfer sich immer noch frei bewegen konnten, einschließlich des Kletterns an Baumrändern und des Navigierens über Kies, und dass sie nach dem Experiment noch mehr als ein Jahr lebten.

Während ein Käferfotograf eine coole Idee ist, besteht das Ziel der Gruppe darin, das Experiment zur Entwicklung kleinerer Robotik zu nutzen. Nach erfolgreicher Ausrüstung der Käfer entwickelte die Gruppe den kleinsten drahtlosen, visionären, kraftautonomen Roboter, der die Kamera zur Navigation nutzt. Der käfergroße Roboter nutzt Vibrationen, um sich zu bewegen. Diese Vibrationen erwiesen sich jedoch als zu schwierig für die Kamera und der Roboter musste so programmiert werden, dass er sich nicht mehr bewegte, bevor er ein Foto machte. Trotz der Notwendigkeit, aufzuhören, sagt das Team, dass der von Käfern inspirierte Bot schneller ist als frühere Robotik, die Vibrationen zur Fortbewegung nutzt.

Neben dem Roboter, der bereits aus dem Experiment hervorgegangen ist, hoffen die Forscher, dass die Kamera zur Untersuchung von Insekten und zum Fangen von Insekten eingesetzt werden könnte. „Dies ist das erste Mal, dass wir einen Käfer aus der ersten Person betrachten können, während er herumläuft“, sagte Co-Hauptautor Vikram Iyer. „Es gibt so viele Fragen, die man untersuchen könnte, zum Beispiel: Wie reagiert der Käfer auf verschiedene Reize, die er in der Umgebung sieht? Aber Insekten können auch felsige Umgebungen durchqueren, was für Roboter in diesem Maßstab eine echte Herausforderung darstellt. Dieses System kann uns also auch helfen, indem es uns ermöglicht, Proben aus schwer zugänglichen Bereichen zu sehen oder zu sammeln.“

Die Gruppe plant, die Forschung öffentlich zugänglich zu machen, um einige der Datenschutzrisiken zu mindern, die mit der Entwicklung einer winzigen Kamera verbunden sind, die fast überall hingehen kann, indem zusätzliche Forschung ermöglicht wird. Iyer und Fuller wurden von den Co-Hauptautoren Ali Najafi, dem leitenden Autor und außerordentlichen Professor Shyam Gollakota und dem Co-Autor Johannes James begleitet. Ein Microsoft-Stipendium und die National Science Foundation finanzierten das Projekt.

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