カブトムシに取り付けられたカメラが虫の目を通して世界を映し出す

ワシントン大学（UW）の科学者たちは、生きたカブトムシや昆虫サイズのロボットの上に取り付けることができる小型無線カメラを開発し、虫の目線からのライブ映像をストリーミングすることができます。

「カブトムシ用のGoPro」と説明されるこのミニチュアカメラは、約250ミリグラム（トランプの重さの約1/10）で、最小限のエネルギーを消費します。

このカメラは、カブトムシの背中からBluetoothを使用して、最大120メートルの距離で近くのスマートフォンに低解像度の白黒映像を1秒間に1〜5フレーム（1-5 FPS）でストリーミングします。スマートフォンに送信される映像の解像度は160×120ピクセルです。

カメラは60度回転できる機械アームの上に設置されており、視聴者は高解像度のパノラマショットをキャプチャしたり、動いている物体を追跡したりすることができ、最小限のエネルギーを消費します。

「私たちは、実際の生きた昆虫からの一人称視点をキャプチャできる低消費電力、低重量の無線カメラシステムを作成しました。また、小型ロボットの視覚を作成することもできます」と、UWのコンピュータサイエンス＆エンジニアリング学部の准教授であるシャン・ゴッラコタは述べています。

「視覚はコミュニケーションやナビゲーションにとって非常に重要ですが、このような小さなスケールでそれを行うのは非常に難しいです。その結果、私たちの研究の前には、小型ロボットや昆虫のための無線視覚は不可能でした。」

ゴッラコタによれば、カブトムシが移動している間に映像をキャプチャすることは、昆虫型ロボットやドローンに比べて省電力の利点があります。

「その移動性は本当にバッテリーを消耗します」と彼は言います。「これら二つの異なるもの、つまりセンサーを持つ生きた動物を組み合わせることで、基本的に両方の世界の最良の部分を得ることができます。」

カメラはリチウムポリマーバッテリーで動作し、連続してストリーミングすると1時間以上動作することができますと、共同リード著者でUWの電気工学およびコンピュータ工学の博士課程の学生であるヴィクラム・アイヤーは述べています。

バッテリー寿命を節約するために、研究者たちはカメラに加速度計を組み込み、昆虫が動いているときだけ写真をキャプチャするようにしました。これにより、カメラはフル充電で6時間動作することができます。

「私たちは、カブトムシが動いているときに検出できるように、システムに小さな加速度計を追加しました。そのため、その時間だけ画像をキャプチャします」とアイヤーは言います。

「カメラがこの加速度計なしで連続してストリーミングしている場合、バッテリーが切れるまでに1〜2時間記録できます。加速度計を使用すれば、カブトムシの活動レベルに応じて6時間以上記録することができます。」

研究者たちは、スムースデスフィーニングカブトムシ（Asbolus laevis）とピナカテカブトムシ（Eleodes nigrina）の2つの異なる種に取り外し可能なバックパックを取り付けました。これらのカブトムシは、0.5グラム以上の重さを運ぶことができることで知られています。

「私たちは、カブトムシが私たちのシステムを運んでいるときに適切に動けることを確認しました」と、共同リード著者でUWの電気工学およびコンピュータ工学の博士課程の学生であるアリ・ナジャフィは述べています。「彼らは砂利の上を自由に移動し、坂を上り、さらには木に登ることができました。」

カブトムシは、実験が終了した後も少なくとも1年間生き続けました。

昆虫を使った研究の後、チームはカメラシステムを使用して「無線視覚を持つ世界最小の陸上自律型ロボット」を開発しました。これは、昆虫に使用されたシステムの後にデモンストレーションされました。

研究者たちは、軽量で低消費電力のモバイルカメラの可能性に興奮していますが、秘密の監視の可能性があるため、プライバシーの問題があることも認めています。

「研究者として、リスクを認識し、人々がそれに対処するための解決策を考え始めることができるように、公共の場に情報を提供することが本当に重要だと強く信じています」とゴッラコタは述べています。

チームは、7月15日に「Scientific Robotics」ジャーナルに研究結果を発表しました。