من خلال محاكاة التصاميم البارعة الموجودة في الحشرات، كشف الباحثون عن اختراع رائد: كاميرا خفيفة الوزن يتم التحكم فيها بواسطة الهاتف الذكي ويمكن تركيبها على الجزء الخلفي من الخنافس أو الروبوتات الصغيرة.
إن إمكانيات الجهاز وتطبيقاته المحتملة رائعة بقدر ما هي واعدة تُحدث الكاميرا المستوحاة من الحشرات التي غيرت قواعد اللعبة ثورة في مجال الروبوتات ومراقبة الحياة البرية.
تشتهر الحشرات بكفاءتها المذهلة في استخدام الطاقة عندما يتعلق الأمر بالإدراك البصري. تُظهر العديد من الحشرات سلوكًا يدور الرأس لتوفير الطاقة بدلاً من تحريك أجسامها بالكامل لمسح محيطها.
وقد تمكن الباحثون الآن من تسخير هذه الآلية الفعالة لتطوير نظام كاميرا صغير، يزن 248 ملليجرامًا فقط، أي أقل من فاتورة الدولار.
جوهر هذا الابتكار هو تشابهه مع حركة رأس الحشرات. عند تركيبها على ظهر الخنفساء، يمكن لهذه الكاميرا الصغيرة بث فيديو في الوقت الفعلي تقريبًا وحتى الدوران، مما يوفر رؤية بانورامية من منظور الخنفساء. ومع ذلك، فإن إمكانات هذه التكنولوجيا تذهب إلى ما هو أبعد من الخنافس.
الروبوتات على نطاق الحشرات
تعرض هذه الكاميرا براعتها الكاملة عند لصقها على روبوتات بحجم الحشرات. تستفيد الروبوتات من انخفاض استهلاك الطاقة بما يصل إلى 84 مرة أقل عندما تقوم بتحريك ذراع الكاميرا بدلاً من الجسم بالكامل.
يمثل هذا التقدم قفزة ملحوظة في إنشاء روبوتات فعالة مستوحاة من الحشرات لمختلف التطبيقات.
هذه التكنولوجيا الثورية أحد أصغر أنظمة الرؤية ذاتية التشغيل التي تم إنشاؤها على الإطلاق، كما ورد مؤخرًا في Science Robotics.
يقدم هذا نظام رؤية لاسلكيًا ومستقلًا للطاقة وقابل للتوجيه ميكانيكيًا ويحاكي حركة رأس الحشرات بشكل فعال. إن التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا ليست أقل من كونها مذهلة.
قد يتساءل المرء لماذا لم يتخذ الباحثون الطريق التقليدي لاستخدام كاميرات الهواتف الذكية المصغرة. في حين أن الفكرة تبدو بديهية، إلا أن متطلبات المعالجة والطاقة لهذه الكاميرات غالبًا ما تتطلب معالجات قوية وبطاريات كبيرة بشكل غير عملي.
وبدلاً من ذلك، تحول الفريق إلى الطبيعة، لدراسة كيفية قيام الحشرات بتحسين أنظمتها البصرية مع مرور الوقت، وخاصة فيما يتعلق بكفاءة الطاقة.
يختلف جزء الموارد المخصصة للرؤية في الحيوانات بشكل كبير. على الرغم من أن دقة وضوحها أقل من دقة البشر، إلا أن الحشرات تخصص جزءًا كبيرًا من كتلة أجسامها وطاقتها لأنظمتها البصرية.
الحل لمجالهم البصري الأصغر هو القدرة الرائعة على تحريك أنظمتهم البصرية بشكل مستقل عن أجسادهم، على غرار حركة الرأس.
يتيح لهم هذا التكيف جمع المزيد من المعلومات المرئية مع الحفاظ على الطاقة. لقد أثبتت محاكاة هذا السلوك في نظام الرؤية الآلي أنه يغير قواعد اللعبة.
كيف تعمل؟
يشتمل نظام الكاميرا الصغير هذا على مشغل ناتئ كهرضغطية صغير جدًا وذراع رافعة مصنعة بدقة للتوجيه.
تتيح هذه الآلية للكاميرا توفير دقة صورة أعلى بكثير من العدسات ذات الزاوية الواسعة، وكل ذلك مع استهلاك طاقة أقل بكثير. كما أنه يقلل من التأثير على عمر البطارية، مما يجعله حلاً قابلاً للتطبيق للتشغيل الممتد.
ويمكن التحكم في النظام لاسلكيًا من خلال الهاتف الذكي، مما يوفر رؤية من منظور الشخص الأول لمنظور الخنفساء.
قام الباحثون بالفعل بتثبيت هذا النظام على نوعين من الخنافس الحية، مما يفتح إمكانيات جديدة لدراسة سلوك الحشرات في بيئاتها الطبيعية.
يمكن أن تكون الرؤية اللاسلكية التي توفرها لا تقدر بثمن لفهم كيفية إدراك الحشرات لبيئتها والتفاعل معها خارج إعدادات المختبر الخاضعة للرقابة.
via: Science Robotics
