La telecamera montata su scarabei trasmette il mondo attraverso i loro occhi

Gli scienziati dell’Università di Washington (UW) a Seattle hanno sviluppato una piccola telecamera wireless che può essere montata sopra scarabei vivi e robot delle dimensioni di insetti per trasmettere filmati in diretta dal punto di vista di un insetto.

La telecamera in miniatura, descritta come “GoPro per scarabei”, pesa circa 250 milligrammi (circa un decimo del peso di una carta da gioco) e consuma una quantità minima di energia.

Trasmette clip video a una velocità di uno a cinque fotogrammi al secondo (1-5 FPS) di filmati in bianco e nero a bassa risoluzione a uno smartphone vicino dalla schiena di uno scarabeo utilizzando Bluetooth da una distanza di fino a 120 metri. I filmati inviati allo smartphone hanno una risoluzione di 160 per 120 pixel.

La telecamera è montata su un braccio meccanico che può ruotare di 60 gradi, il che consente all’osservatore di catturare un’immagine panoramica ad alta risoluzione o di seguire un oggetto in movimento consumando una quantità minima di energia.

“Abbiamo creato un sistema di telecamera wireless a bassa potenza e basso peso che può catturare una vista in prima persona di ciò che sta accadendo da un insetto vivo reale o creare visione per piccoli robot,” ha detto l’autore principale Shyam Gollakota, professore associato dell’UW nella Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering.

“La visione è così importante per la comunicazione e per la navigazione, ma è estremamente difficile farlo su una scala così piccola. Di conseguenza, prima del nostro lavoro, la visione wireless non era possibile per piccoli robot o insetti.”

Secondo Gollakota, catturare filmati mentre gli scarabei si muovono ha un vantaggio in termini di risparmio energetico rispetto ai robot simili agli insetti o ai droni.

“Quella mobilità scarica davvero molto la batteria,” dice. “Combinando queste due cose diverse – animali vivi con sensori – si ottiene fondamentalmente il meglio di entrambi i mondi.”

La telecamera è alimentata da una batteria al litio-polimero che può funzionare per oltre un’ora quando trasmette continuamente, afferma il co-autore principale Vikram Iyer, dottorando dell’UW in ingegneria elettrica e informatica.

Per conservare la durata della batteria, i ricercatori hanno incluso un accelerometro nella telecamera per catturare foto solo quando l’insetto si muove. Facendo ciò, la telecamera potrebbe essere utilizzata per sei ore con una carica completa.

“Abbiamo aggiunto un piccolo accelerometro al nostro sistema per poter rilevare quando lo scarabeo si muove. Allora cattura solo immagini durante quel tempo,” ha detto Iyer.

“Se la telecamera sta semplicemente trasmettendo continuamente senza questo accelerometro, potremmo registrare da una a due ore prima che la batteria si esaurisse. Con l’accelerometro, potremmo registrare per sei ore o più, a seconda del livello di attività dello scarabeo.”

I ricercatori hanno attaccato il loro zaino rimovibile a due diverse specie, lo scarabeo della morte finta liscio (Asbolus laevis) e lo scarabeo pinacate (Eleodes nigrina), noti per essere in grado di trasportare carichi più pesanti di mezzo grammo.

“Ci siamo assicurati che gli scarabei potessero ancora muoversi correttamente mentre trasportavano il nostro sistema,” ha detto il co-autore principale Ali Najafi, dottorando dell’UW in ingegneria elettrica e informatica. “Erano in grado di navigare liberamente su ghiaia, su per una pendenza e persino arrampicarsi sugli alberi.”

Gli scarabei sono anche vissuti per almeno un anno dopo la fine dell’esperimento.

Dopo aver condotto ricerche con gli insetti, il team ha anche utilizzato il loro sistema di telecamera per sviluppare “il robot terrestre autonomo a energia più piccolo del mondo con visione wireless,” dimostrato dopo il sistema utilizzato sugli insetti.

Sebbene i ricercatori siano entusiasti delle prospettive per telecamere mobili leggere e a bassa potenza, hanno anche riconosciuto che ci saranno problemi di privacy perché ha il potenziale di sorveglianza segreta.

“Come ricercatori, crediamo fermamente che sia davvero importante mettere le cose nel dominio pubblico affinché le persone siano consapevoli dei rischi e affinché possano iniziare a trovare soluzioni per affrontarli,” ha detto Gollakota.

Il team ha pubblicato i risultati della ricerca nella rivista “Scientific Robotics” il 15 luglio.