Câmera Montada em Besouro Transmite o Mundo Através de Seus Olhos

Cientistas da Universidade de Washington (UW) em Seattle desenvolveram uma pequena câmera sem fio que pode ser montada em cima de besouros vivos e robôs do tamanho de insetos para transmitir imagens ao vivo da perspectiva de um inseto.

A câmera em miniatura, descrita como “GoPro para besouros”, pesa cerca de 250 miligramas (aproximadamente um décimo do peso de um baralho de cartas) e consome uma quantidade mínima de energia.

Ela transmite clipes de vídeo a uma taxa de um a cinco quadros por segundo (1-5 FPS) de imagens em preto e branco de baixa resolução para um smartphone próximo a partir das costas de um besouro usando Bluetooth a uma distância de até 120 metros. As imagens enviadas para o smartphone têm uma resolução de 160 por 120 pixels.

A câmera está montada em um braço mecânico que pode girar 60 graus, o que permite ao espectador capturar uma imagem panorâmica de alta resolução ou rastrear um objeto em movimento enquanto consome uma quantidade mínima de energia.

“Criamos um sistema de câmera sem fio de baixo consumo e baixo peso que pode capturar uma visão em primeira pessoa do que está acontecendo a partir de um inseto vivo real ou criar visão para pequenos robôs”, disse o autor sênior Shyam Gollakota, professor associado da UW na Escola de Ciência da Computação e Engenharia Paul G. Allen.

“A visão é muito importante para a comunicação e para a navegação, mas é extremamente desafiador fazê-lo em uma escala tão pequena. Como resultado, antes do nosso trabalho, a visão sem fio não era possível para pequenos robôs ou insetos.”

De acordo com Gollakota, capturar imagens enquanto os besouros se movem tem uma vantagem de economia de energia em relação a robôs ou drones semelhantes a insetos.

“Essa mobilidade realmente drena muito a bateria”, diz ele. “Ao combinar essas duas coisas diferentes – animais vivos com sensores – você está basicamente obtendo o melhor dos dois mundos.”

A câmera é alimentada por uma bateria de polímero de lítio que pode funcionar por mais de uma hora quando transmitida continuamente, diz o co-autor principal Vikram Iyer, estudante de doutorado da UW em engenharia elétrica e de computação.

Para conservar a vida útil da bateria, os pesquisadores incluíram um acelerômetro na câmera para capturar fotos apenas quando o inseto está se movendo. Ao fazer isso, a câmera poderia ser operada por seis horas com uma carga completa.

“Adicionamos um pequeno acelerômetro ao nosso sistema para poder detectar quando o besouro se move. Então, ele captura imagens apenas durante esse tempo”, disse Iyer.

“Se a câmera estiver apenas transmitindo continuamente sem esse acelerômetro, poderíamos gravar de uma a duas horas antes que a bateria morresse. Com o acelerômetro, poderíamos gravar por seis horas ou mais, dependendo do nível de atividade do besouro.”

Os pesquisadores anexaram sua mochila removível a duas espécies diferentes, o besouro liso que finge a morte (Asbolus laevis) e o besouro pinacate (Eleodes nigrina), que são conhecidos por serem capazes de carregar cargas superiores a meio grama.

“Nós nos certificamos de que os besouros ainda podiam se mover adequadamente enquanto carregavam nosso sistema”, disse o co-autor principal Ali Najafi, estudante de doutorado da UW em engenharia elétrica e de computação. “Eles conseguiram navegar livremente por cascalho, subir uma ladeira e até escalar árvores.”

Os besouros também viveram por pelo menos um ano após o término do experimento.

Após a pesquisa com os insetos, a equipe também usou seu sistema de câmera para desenvolver “o menor robô terrestre autônomo em energia com visão sem fio do mundo”, demonstrado após o sistema usado nos insetos.

Embora os pesquisadores estejam animados com a perspectiva de câmeras móveis leves e de baixo consumo, eles também reconheceram que haverá questões de privacidade, pois isso tem o potencial de vigilância secreta.

“Como pesquisadores, acreditamos fortemente que é realmente importante colocar as coisas em domínio público para que as pessoas estejam cientes dos riscos e para que as pessoas possam começar a encontrar soluções para abordá-los”, disse Gollakota.

A equipe publicou os resultados da pesquisa na revista “Scientific Robotics” em 15 de julho.