محققان برای حشرات کوله پشتی طراحی کردند ، نگاه به مناظر از دید حیوانات با ریزترین دوربین - مجله پیامک

به گزارش خبرنگار فناوری خبرنگاران، در فیلم مرد مورچه ای، شخصیت اصلی داستان می تواند به اندازه یک حشره بشود و با پنهان کردن خود روی پشت آن سفر کند. محققان دانشگاه واشنگتن از این فیلم ایده گرفته اند و یک دوربین قابل کنترل بی سیم طراحی نموده اند که روی پشت حشره قرار می گیرد و به ما امکان می دهد که مناظر را از دید یک حشره ببینیم.

این دوربین که ویدئو های ثبت شده اش را با سرعت یک تا پنج فریم در ثانیه به یک تلفن هوشمند منتقل می نماید، روی یک بازوی مکانیکی قرار گرفته است و از همین رو 60 درجه آزادی دارد و این به بیننده امکان می دهد حتی عکس های پانوراما ضبط کند یا یک شیء متحرک را ردیابی کند. این دوربین همچنین مصرف انرژی بسیار پایینی دارد و عکس های با وضوح بالا می گیرد. این تیم تحقیقاتی برای نشان دادن ویژگی های این سیستم که فقط 250 میلی گرم وزن- تقریبا یک دهم وزن یک کارت بازی- دارد، آن را روی یک سوسک زنده و روبات های اندازه حشره سوار کردند.

محققان در این مورد می گویند: یک سیستم دوربین بی سیم کم مصرف و کم وزن و بی سیمی را طراحی نموده ایم که می تواند به صورت اول شخص، مناظر را از دید یک حشره زنده واقعی ببیند و به ما یاری کند که در خصوص این جانداران بیشتر بدانیم. از سوی دیگر این دوربین برای روبات های کوچک نیز کاربرد دارد و می تواند به عنوان چشم، به آن ها بینایی بدهد.

محققان ادعا می نمایند که چشم انداز و دید بصری برای ارتباطات و ناوبری بسیار مهم است، اما انجام چنین کار هایی در مقیاس بسیار ریز واقعا چالش برانگیز است. دوربین های کوچک معمولی، مانند دوربین های تلفن هوشمند، برای دریافت عکس هایی با وضوح بالا و دید وسیع، انرژی بسیاری مصرف می نمایند و همین امر آن را برای مقیاسی در حد حشرات نامناسب می نماید.

از سوی دیگر، این گونه دوربین ها خودشان وزن زیادی ندارند، اما باتری مورد احتیاجشان عظیم و سنگین است و به همین دلیل مناسب سوار کردن روی حشره نیستند. همه این دلایل موجب شد که تیم تحقیقاتی قبل از طراحی دوربینش ابتدا درس زیست شناسی بخواند.

محققان با مطالعه زیست شناسی یاد دریافتد که بینایی در حیوانات نیز مانند دوربین ها احتیاج به قدرت زیاد دارد. این موضوع در موجودات عظیم تر مانند انسان صدق نمی نماید، اما مثلا مگس ها 10 تا 20 درصد انرژی خود را صرف مغز خود می نمایند که بیشترین عملکرد مغزشان مربوط به پردازش بصری می شود. به همین دلیل است که بعضی از مگس ها چشم های ترکیبی ای دارند که فقط بخش کوچکی از آن تصاویر را با وضوح بالا ثبت می نماید. از این رو، در مواقع خاص مثلا زمانی که طعمه یا جفت خود را تعقیب می نمایند، سرشان را می چرخانند تا بتوانند آن را با وضوح بیشتری ببینند. این امر موجب صرفه جویی در مصرف انرژی شان در حین دیدن می شود.

محققان برای تقلید از دید حیوانات، از یک دوربین ریز، سیاه و سفید و کم مصرف استفاده کردند که با یاری یک بازوی مکانیکی می تواند حرکت کند و کل یک منظره را مشاهده کند. این بازوی مکانیکی زمانی حرکت می نماید که تیم تحقیقاتی ولتاژ بالا روی آن اعمال نمایند. این ولتاژ بالا موجب می شود که مواد آن خم شوند و دوربین را به سمت موقعیت دلخواه حرکت دهند. اگر تیم تحقیقاتی قدرت بیشتری را اعمال کند، بازوی مکانیکی در یک زاویه خاص به مدت یک دقیقه ثابت می ماند و بعد از آن دوباره به موقعیت اصلی خود برمی شود. این کار شبیه به زمانی است که فردی سرش را در موقعیت خاصی قرار می دهد تا بتواند در مدت کوتاهی شیئی را دنبال کند و بعد از آن به حالت طبیعی خود برمی شود.

دوربین و بازوی مکانیکی آن، به وسیله بلوتوث به وسیله یک تلفن هوشمند از فاصله 120 متری، کمی بیشتر از طول یک زمین فوتبال کنترل می شود.

علی نجفی، محقق ایرانی که در این تیم تحقیقاتی فعالیت می نماید و دانشجوی دکتری در رشته مهندسی الکترونیک و کامپیوتر است، می گوید: این دوربین کوله پشتی را روی دو نوع سوسک با نام های Asbolus verrucosus و Pinacate سوار کرد. این سوسک ها توانایی حمل نیم گرم بار را دارند و دوربین کوله پشتی هم فقط 25 صدم گرم وزن دارد. با این حال مطمئن شدیم که این سوسک ها با وجود این کوله پشتی قادر به حرکت هستند و می توانند به راحتی آن را حمل نمایند. در آزمایش ها این سوسک ها توانستند آزادانه در ماسه سنگی حرکت نمایند، از یک شیب و حتی درختان هم بالا بروند.

محققان امیدوارند که این سیستم از زیست شناسی گرفته تا کاوش در محیط های جدید کاربرد داشته باشد. آن ها تصمیم دارند نسخه های دیگری از این دوربین را طراحی نمایند که به انرژی کمتر از این احتیاج دارد و مثلا از نور خورشید انرژی خود را تامین می نماید.