Ученые сделали миниатюрный фотоаппарат, чтобы его можно было прикрепить к спине нескольких насекомых. Это дает новый взгляд на то, как эти маленькие существа развиваются в своем окружении.
Миниатюризация технологии произвела революцию в области зоологии, позволив ученым установить несколько приборов на определенных животных, чтобы они могли наблюдать за их эволюцией в окружающей среде и фиксировать их поведение. Тем не менее до сих пор ни разу не удалось установить камеру на спине насекомого. Теперь дело сделано.
Эта небольшая беспроводная камера, разработанная в Школе информатики и вычислительной техники им. Пола Аллена, Вашингтонский университет (США), впервые предоставила нам панорамный вид на мир с насекомое, не мешая его подвижности. Это новое исследование стало предметом статьи в журнале .
Система, которая весит 240 миллиграммов, все еще слишком тяжелая, чтобы быть привязанной к спине мухи. С другой стороны, камеру удалось успешно установить на спинах нескольких жуков. Эти насекомые могут нести грузы более половины грамма на крутых склонах. Иногда даже залезая на дерево.
Уменьшить спрос на энергию
Для разработки такой камеры аккумулятор остается самым большим препятствием. Кроме того, исследователи должны были представить систему, которая была бы как можно менее энергоемкой. И чтобы сделать это, они были вдохновлены самими насекомыми.
«Как и у камер, зрение у животных требует много энергии», — говорит доктор Сойер Фуллер. Это не проблема для более крупных существ, таких как люди, но мухи, например, используют 10-20% своей энергии покоя только для того, чтобы питать свой мозг, большая часть которого расходуется на визуальную обработку.
Некоторые мухи развили небольшую область, среди их многочисленных глаз, способных видеть мир в высоком разрешении. Этим насекомым остается только повернуть голову, чтобы увидеть ту или иную цель с большей ясностью. Таким образом, этот подход гораздо менее жаден для мозга, чем если бы все поле зрения позволяло видеть в высоком разрешении.
Команда переняла эту технику, прикрепив миниатюрную камеру (160 x 120 пикселей) к механическому рычагу, который может поворачиваться на 60 градусов.
Сама рука также работает с небольшой мощностью. Последний состоит из материала, способного изгибаться под разными углами при помощи небольшого электрического толчка. Каждый раз, когда рука находится в одном положении, она будет оставаться в этом положении в течение минуты, прежде чем снова повернуть вперед.
Эта система позволяет камере снимать панорамы или отслеживать движущиеся объекты, не тратя энергию, необходимую для перемещения всего устройства.
Кроме того, все изображения доступны только в черно-белом цвете, так как цветное зрение опять-таки слишком энергоемко.
До шести часов без подзарядки
Учитывая его размер и низкое энергопотребление, возможности потоковой передачи камеры также ограничены, при этом соединение Bluetooth достигает максимального расстояния около 120 метров. Другими словами, чтобы манипулировать камерой, оператор должен оставаться на близком расстоянии.
Благодаря всем этим подходам камера может работать до двух часов без подзарядки. Однако исследователям удалось утроить этот срок службы, установив акселерометр, так что изображения захватываются и транслируются только при движении насекомого.
Это новое устройство может иметь несколько потенциальных применений. В частности, он мог бы дать энтомологам новое понимание того, как насекомые перемещаются в окружающей их среде, реагируют на угрозы или другие факторы раздражения в природе. Мы могли бы также больше узнать об их социальных структурах.