La cámara montada en escarabajos transmite el mundo a través de sus ojos

Los científicos de la Universidad de Washington (UW) en Seattle han desarrollado una pequeña cámara inalámbrica que se puede montar en la parte superior de escarabajos vivos y robots del tamaño de insectos para transmitir imágenes en vivo desde la perspectiva de un insecto.

La cámara en miniatura, descrita como “GoPro para escarabajos”, pesa alrededor de 250 miligramos (aproximadamente una décima parte del peso de una carta de juego) y consume una cantidad mínima de energía.

Transmite clips de video a una tasa de uno a cinco fotogramas por segundo (1-5 FPS) de imágenes en blanco y negro de baja resolución a un teléfono inteligente cercano desde la espalda de un escarabajo utilizando Bluetooth a una distancia de hasta 120 metros. Las imágenes enviadas al teléfono inteligente tienen una resolución de 160 por 120 píxeles.

La cámara se encuentra en un brazo mecánico que puede pivotar 60 grados, lo que permite al espectador capturar una toma panorámica de alta resolución o seguir un objeto en movimiento mientras consume una cantidad mínima de energía.

“Hemos creado un sistema de cámara inalámbrica de bajo consumo y bajo peso que puede capturar una vista en primera persona de lo que está sucediendo desde un insecto vivo real o crear visión para pequeños robots”, dijo el autor principal Shyam Gollakota, profesor asociado de UW en la Escuela de Ciencias de la Computación e Ingeniería Paul G. Allen.

“La visión es muy importante para la comunicación y la navegación, pero es extremadamente desafiante hacerlo a una escala tan pequeña. Como resultado, antes de nuestro trabajo, la visión inalámbrica no ha sido posible para pequeños robots o insectos.”

Según Gollakota, capturar imágenes mientras los escarabajos se mueven tiene una ventaja de ahorro de energía sobre los robots o drones similares a insectos.

“Esa movilidad realmente agota mucho la batería”, dice. “Al combinar estas dos cosas diferentes: animales vivos con sensores, básicamente obtienes lo mejor de ambos mundos.”

La cámara es alimentada por una batería de polímero de litio que puede funcionar durante más de una hora cuando se transmite continuamente, dice el coautor principal Vikram Iyer, estudiante de doctorado de UW en ingeniería eléctrica y de computación.

Para conservar la vida de la batería, los investigadores incluyeron un acelerómetro en la cámara para capturar fotos solo cuando el insecto se está moviendo. Al hacer esto, la cámara podría funcionar durante seis horas con una carga completa.

“Agregamos un pequeño acelerómetro a nuestro sistema para poder detectar cuándo se mueve el escarabajo. Entonces solo captura imágenes durante ese tiempo”, dijo Iyer.

“Si la cámara está transmitiendo continuamente sin este acelerómetro, podríamos grabar de una a dos horas antes de que la batería se agotara. Con el acelerómetro, podríamos grabar durante seis horas o más, dependiendo del nivel de actividad del escarabajo.”

Los investigadores adjuntaron su mochila removible a dos especies diferentes, el escarabajo de muerte simulada liso (Asbolus laevis) y el escarabajo pinacate (Eleodes nigrina), que se sabe que pueden llevar cargas más pesadas de medio gramo.

“Nos aseguramos de que los escarabajos pudieran seguir moviéndose correctamente cuando llevaban nuestro sistema”, dijo el coautor principal Ali Najafi, estudiante de doctorado de UW en ingeniería eléctrica y de computación. “Pudieron navegar libremente por grava, subir una pendiente e incluso trepar árboles.”

Los escarabajos también vivieron al menos un año después de que terminó el experimento.

Después de investigar con los insectos, el equipo también utilizó su sistema de cámara para desarrollar “el robot terrestre más pequeño del mundo, autónomo en energía y con visión inalámbrica”, demostrado después del sistema utilizado en los insectos.

Si bien los investigadores están entusiasmados con la perspectiva de cámaras móviles ligeras y de bajo consumo, también reconocieron que habrá problemas de privacidad porque tiene el potencial de vigilancia secreta.

“Como investigadores, creemos firmemente que es realmente importante poner las cosas en el dominio público para que las personas sean conscientes de los riesgos y para que las personas puedan comenzar a idear soluciones para abordarlos”, dijo Gollakota.

El equipo publicó los resultados de la investigación en la revista “Scientific Robotics” el 15 de julio.