科学家将微型摄像机绑在甲虫身上,以便从虫子的视角观察世界

科学家将微型摄像机绑在甲虫身上,以便从虫子的视角观察世界

有没有想过,如果你比现在高一英尺或矮一英尺,世界会是什么样子?即使几英寸的差异也可能让世界看起来有些不同。如果你个子高,你可能会看到更多人的头顶,如果你个子矮,你可能会扭动头部。但如果你的体型和甲虫一样大,你几乎可以肯定,世界看起来会与我们人类习惯的世界大不相同。

然而,从微小昆虫的角度观察事物可能是一个相当大的挑战。对于我们当中最小的动物来说,戴上便携式相机更像是被一块巨石压垮。华盛顿大学的几位工程师希望通过突破相机的微型极限,以及通过使用真人微型摄影师而不是机器人替代品来收集哪些信息来改变这一现状。

科学家们开发了一种微型黑白相机,可以轻松地安装在活甲虫身上——特别是假死甲虫和松甲虫。该设备将照片和视频直接传输到 iPhone 上,准确描绘出甲虫所注视的事物:从看起来像笨重灰熊的松鼠到像山一样耸立的卡车。他们上周在《科学机器人》杂志上发表了他们的研究成果。

整个系统的重量约为扑克牌的十分之一,耗电量极小,通过模仿昆虫的转向机制(使用机械臂在视野范围内摆动),让框架始终指向昆虫所看的地方。华盛顿大学机械工程助理教授兼作家索耶·富勒 (Sawyer Fuller) 表示,有些昆虫会转动头部,转向它们想要看到的物体。由于它允许相机捕捉更小、更精确的区域,“[机械臂] 比在整个视野范围内保持高分辨率更省电”,富勒在一份新闻稿中表示。

几张黑白照片展示了甲虫眼中的世界。科学机器人

研究团队还制作了完全独立的昆虫大小的机器人,作为微型相机的载体。华盛顿大学电气与计算机工程博士生、论文共同第一作者维克拉姆·伊耶尔表示,这些机器人对于可能需要更多控制的用途非常有用,例如可能探测封闭管道等狭小空间。

这个昆虫大小的机器人用来携带微型相机,但它并不像真人一样灵活,也不像真人一样精力充沛。马克·斯通 UPHOTO UW/马克·斯通

但是移动机器人所需的振动会产生模糊的图像。每隔几厘米停止和启动一次可以产生更清晰的图像,但当然,它不能像安装在六足虫子上的相机那样准确地代表甲虫的真实体验。更不用说,机器人在没有充电的情况下只能移动几分钟到一个小时,而虫子可以持续移动数小时。此外,使用甲虫作为摄影师的另一个好处是它能够跳过岩石和棘手的地形,Iyer 说。

伊尔在新闻稿中表示:“这是我们第一次以第一人称视角从甲虫背部观察其行走过程。”

未来,作者希望这些小型相机可以不用电池,耗电量更少,甚至可能采用太阳能供电。这样,我们就可以更多地了解甲虫的生物学,比如什么样的刺激会引起它们的注意,以及它们在发现感兴趣的东西后会做什么。毕竟,谁不想看到更多来自我们最小的后院邻居的真实图像呢?




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