蟻人第一視角了解一下？

昆蟲背上了攝像系統。

在《蟻人》這部電影中，蟻人能夠縮小後騎在一隻昆蟲上飛行。華盛頓大學的研究人員開發了一種能安放在昆蟲身上的無線操控攝像系統。它讓每個人都能有機會一睹蟻人視角的世界。攝像機固定在一個能旋轉60°的機械臂上，每秒會向智慧型手機傳輸1-5幀畫面。這足以讓觀察者輕鬆跟蹤一個移動對象，並收集高解析度全景影像。為驗證這個微型裝置的可行性，研究團隊在昆蟲大小的機器人和活甲蟲上進行了測試實驗。研究結果7月15日發表在《科學機器人》雜誌中。

「我們構建了一個無線控制的、低耗能攝像系統，它能夠給我們提供昆蟲或者小型機器人的第一視角影像。」論文作者、華大計算機科學與工程學院副教授Shyam Gollakota說，「視覺對於溝通和導航都非常重要，但在這麼小的尺度上進行視覺研究是相當困難的。此前，也沒有這種無線視覺傳輸的先例。」

傳統小攝像頭拍攝高解析度廣角照片的能耗很高，它的尺寸也無法滿足要求：雖然攝像機本身很輕，但加上整個電力系統可能就是昆蟲無法承受之重了因此，研究人員希望從生物學角度尋求突破。

「和攝像機一樣，動物的視覺也需要很多能量。」華大助理教授、論文作者Sawyer Fuller說，「對於人這樣的大型動物，視覺能量佔比很少。但像蒼蠅，它們大腦需要大約10%-20%的能量。為了降低消耗，一些蒼蠅複眼上有個小的高解析度區域，可通過轉頭聚焦方式減少能耗。」

研究人員在甲蟲背上安裝攝像系統。

研究人員用微型超低功耗的黑白相機來模擬動物視覺，相機可以在機械臂的幫助下掃描整個視野。當施加上高電壓時，臂會移動，使材料彎曲，並將攝像頭移動到所需的位置。如果不進行更大的刺激，機械臂會保持這個角度1分鐘，然後回復到原位。這跟人們短時間內來迴轉頭類似。

華大博士Vikram Iyer說：「轉動攝像頭的好處是可以用低耗能獲取廣角視野，並保證圖像的解析度。我們設計的拍攝系統可以在120m外利用手機進行控制，並在加速計的輔助下達到近6小時的拍攝時長。」

研究人員嘗試將攝像系統安在佯死甲蟲（Death-Feigning Beetle）和松形甲蟲（Pinacate Beetle）背上。華大研究人員Ali Najafi博士說：「我們要保證甲蟲背著這個系統時依然能正常活動，自由穿過碎石、爬坡甚至爬樹。並且它們在實驗結束後還至少還能活一年。」

研究人員利用這套系統設計了世界上最小的無線可視自動機器人，這個昆蟲大小的機器人通過振動方式來移動，其耗能與低功耗的無線藍牙相當。為解決振動引起的攝像機抖動問題，拍照時它會暫時停下，拍完再繼續前進。通過這種方式，機器人能夠以2-3cm/s的相對高速移動，，並續航90分鐘。

「這是我們第一次以昆蟲的視角觀察它們行進時的世界。但還有很多問題值得探索，比如甲蟲對環境中不同刺激的響應情況等。」Ali說，「昆蟲可以在不同的巖石環境中穿行，幫助我們收集到那些機器人難以獲取的影像資料。」

編譯：攀汗 審稿：alone 責編：雷鑫宇

期刊來源：《科學機器人》

期刊編號：2470-9476

原文連結：https://techxplore.com/news/2020-07-gopro-beetles-robotic-camera-backpack.html

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