Váži 250 miligramů, upevněná na speciálním ramenu umožňuje otáčení v úhlu 60 stupňů a zaznamenává video při rychlosti 1 až 5 záběrů za vteřinu – to jsou hlavní přednosti miniaturní kamery, na které pracují na Washingtonské univerzitě.
„Vytvořili jsme lehký kamerový systém s nízkou spotřebu energie a signálem přenášeným bezdrátově, který dokáže snímat obraz z pohledu ‚osoby‘ o velikosti hmyzu nebo zprostředkovat perspektivu malých robotů,“ popisuje na webu Good News Network výsledek práce vědeckého týmu Shyam Gollakota, docent informatiky na Washingtonské univerzitě.
Význam takového pokroku v technice miniaturizace digitálního záznamu pak hodnotí takto: „Vidění jako takové je důležité pro komunikaci a navigaci, velkou výzvu ovšem představuje dosáhnout toho v až takto malém rozměru. Než jsme začali s naší práci, obraz přenášený bezdrátově nebyl u tak malých robotů nebo hmyzu vůbec možný.“
Zefektivnit výkon
Vyrobit pidikameru už není takový problém, překážku dalšímu vývoji zcela nepřekvapivě představoval vývoj miniaturní baterie pohánějící celý přenosný systém. S tím si ale výzkumný tým poradil díky vzoru, který našli v přírodě. Překvapivě nešli cestou další miniaturizace, ale efektivity.
Mouchy totiž využívají 10–20 % energie nabírané odpočinkem k zásobování mozku, převážně procesů vidění. Aby učinily takové nakládání se zdroji co nejúčelnější, omezila se u nich vývojem část složených očí disponující viděním ve vysokém rozlišení jen na malou, konkrétní oblast. Chtějí-li si tedy mouchy nějaký objekt prohlédnout pozorně, otáčejí hlavou tak, aby jej dostaly do tohoto spektra oka.
K dosažení podobného efektu výzkumníci použili mrňavou, energeticky takřka nenáročnou černobílou kameru, která si může natáčením uzpůsobovat úhel pohledu pomocí mechanického ramene, na kterém je zavěšena. Pohyb ramene je způsobován prostřednictvím výboje vysokého napětí, který užitý materiál ohne a tím přesune kameru do požadované pozice.
Jako hlava na krku
V této konfiguraci setrvává rameno zhruba minutu, a pokud nedostane další stimul, vrací se automaticky do neutrální polohy. Tento princip připomíná způsob pohybu lidské hlavy, která se v případě vyvolaného zájmu otočí na krku za pozorovaným objektem, následně se ale vrací do standardní polohy.
Kamera i rameno jsou ovládány pomocí bluetooth z chytrého telefonu, dosah signálu je až 120 metrů. Pro zkoušky na broucích vědci vybrali dva konkrétní druhy – Asbolus verrucosus a potemníka Eleodes pimelioides. Volba byla ovlivněna především schopností těchto zástupců hmyzí říše unést náklad těžší než půl gramu.
Vydrží až 90 minut
Miniaturní kameru využili výzkumníci z Washingtonské univerzity ale také při konstrukci nejmenšího pozemního robota fungujícího na autonomní pohon. Ke svému pohybu používá vibrace. To ale představovalo malý problém pro fungování kamery, protože přenášený obraz byl roztřesený.
Zdroj: Mark Stone/University of Washington
Jako provizorní řešení se ukázalo zastavit robota pokaždé, kdy je pořizován záznam, a pak zase pokračovat v pohybu. I s touto „přerušovanou“ strategií byl schopný dosahovat rychlosti 2 až 3 centimetry za minutu při výdrži baterie kolem 90 minut.
A jaké uplatnění miniaturní kamera může najít v praxi? Různé, od biologie až po zkoumání nových prostředí. Prostě všude tam, kam bude třeba vyslat liliputánského výzkumníka schopného pořizovat a vysílat dostatečně kvalitní obrazový záznam.
Autor: Petr Pláteník
