Ученые создали крошечный фотоаппарат для крепления на спинах нескольких насекомых. Это открывает новые возможности для изучения развития этих существ в их среде обитания.
Миниатюризация технологий произвела революцию в зоологии, дав возможность ученым устанавливать приборы на животных для наблюдения за их эволюцией и поведением в естественной среде. До сих пор не удавалось установить камеру на спине насекомого, но теперь это стало реальностью.
Эта маленькая беспроводная камера, созданная в Школе информатики и вычислительной техники им. Пола Аллена Вашингтонского университета (США), дала возможность впервые взглянуть на мир с точки зрения насекомого без ограничения его движения. Результаты этого исследования опубликованы в журнале. .
Система весом 240 миллиграммов пока слишком тяжела для крепления к спине мухи. Камера установлена успешно на спинах нескольких жуков. Эти насекомые способны нести грузы более половины грамма на крутых склонах и даже лазить по деревьям.
Уменьшить спрос на энергию
Разработка такой камеры сталкивается с проблемой аккумулятора. Исследователям необходимо создать максимально энергоэффективную систему, что вдохновило их изучением насекомых.
«Как и у камер, зрение животных требует много энергии», — утверждает доктор Сойер Фуллер. Для крупных существ, таких как люди, это не проблема, но мухи тратят 10-20% своей энергии покоя лишь на питание мозга, большая часть которого идёт на обработку изображения.
У некоторых мух на многочисленных глазах образовалась небольшая область, которая позволяет им видеть мир с высоким разрешением. Для того чтобы увидеть что-либо отчетливее, этим насекомым нужно лишь повернуть голову. Такой способ требует меньше ресурсов мозга, чем если бы все поле зрения было в высоком разрешении.
Группа освоила данную технику, установив малогабаритную камеру (размером 160х120 пикселей) на поворотный механический рычаг с углом вращения 60 градусов.
Рука обладает небольшой мощностью и работает с помощью материала, который может изгибаться под разными углами при слабом электрическом импульсе.
Эта система дает возможности камере создавать панорамы и следить за перемещающимися объектами без использования энергии на перемещение всей системы.
Изображения представлены только в черно-белой цветовой гамме из-за высокой энергетической нагрузки, связанной с цветовосприятием.
До шести часов без подзарядки
Благодаря небольшим размерам и малой потребляемой энергии возможности трансляции изображения камеры ограничены. Связь по Bluetooth работает на расстоянии до 120 метров. Для управления камерой оператору необходимо находиться в непосредственной близости.
Благодаря таким подходам работа камеры возможна до двух часов без подзарядки. Учёным удалось увеличить время работы в три раза, установив… акселерометрВ результате съемки происходит только при перемещении насекомого.
Это новое устройство может иметь несколько потенциальных применений. В частности, оно могло бы дать энтомологам новое понимание того, как насекомые передвигаются в окружающей среде, реагируют на угрозы или другие факторы раздражения в природе. Более точное знание социальных структур также стало бы возможно.