Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Computación e Ingeniería, Departamentos de Electricidad e Ingeniería de la Universidad de Washington en Seattle han desarrollado un diseño conceptual para una cámara de video de 248 mg (más una batería de 0.5 g) que se conecta a la espalda del escarabajo o al microbot.
El video en blanco y negro de 1-5 fps con una resolución de hasta 160 × 120 px se transmite a través de Bluetooth a una distancia de hasta 120 metros. La lente gira 60 °. Control de smartphone.
Anteriormente, los científicos habían experimentado con el control remoto de escarabajos (2009) , polillas (2008) y cucarachas (2012) estimulando el cerebro con electrodos, por lo que este es un desarrollo relacionado muy prometedor. De hecho, ahora se ha hecho un módulo de cámara para insectos controlados por radio.
Módulo de radio de cucarachas. Foto: Universidad de Carolina del Norte , 2012 El
control remoto de las cucarachas no es solo una ciencia. Ya están a la venta kits de bricolaje para cirugía médica y electrónica para instalar en una cucaracha.
Kit de bricolaje para instalar en una cucaracha.
Operación en una cucaracha en casa
Hay buenos resultados en experimentos sobre la implantación de células con biocombustible para alimentar la electrónica en insectos vivos (ver el trabajo científico de 2012 ), es decir, todos los elementos del rompecabezas para crear un insecto espía o una cucaracha cyborg con control remoto se suman ...
Sin embargo, la nueva cámara de video no funciona con una biocélula, sino con una batería de 10 mA de 0,5 gramos. Esto es suficiente para 6 horas de trabajo cuando se instala en un escarabajo negro normal. Por supuesto, puede hacer un robot móvil casero, pero hasta ahora los modelos de desarrollo humano no se pueden comparar en términos de maniobrabilidad y potencia con insectos reales, cuyo diseño se ha perfeccionado durante millones de años de evolución.
Variantes de una cámara de video inalámbrica en miniatura para un escarabajo negro y un robot móvil
Los investigadores tuvieron que comenzar a desarrollar una nueva cámara de video desde cero, porque ninguna solución existente es adecuada. Incluso las cámaras de video ingeridas más pequeñas, que se filman dentro del cuerpo humano, con baterías pesan más de 1 gramo, que es demasiado para un escarabajo o una cucaracha.
Centrándose en el tamaño pequeño y la eficiencia, comenzaron con un sensor CMOS ultrapequeño disponible comercialmente que tiene 2,3 mm de ancho y 6,7 mg de peso. También eligieron un chip Bluetooth 5.0 (3 mm de ancho, 6,8 mg) y comenzaron a experimentar cómo emparejar los dos con un mínimo de equipo intermedio para transmitir la señal de la cámara.
Ensayos de campo de un escarabajo con una cámara de video.
La cámara de trabajo también requería una lente (20 mg) y una antena, un cable de 5 mm. Se instaló un acelerómetro en el tablero para que el movimiento del insecto pueda usarse para activar la cámara, minimizando el exceso de imágenes de un escarabajo inactivo o un robot estacionario en recarga.
La última pieza del diagrama es una "cabeza" controlada mecánicamente que pesa 35 mg y lleva el peso de la cámara inalámbrica a 84 mg. Este es un actuador de 60 grados listo para usar que los colegas de la Universidad de Washington han desarrollado para sus robots voladores en miniatura. Desafortunadamente, el actuador piezoeléctrico requiere un convertidor elevador de 96 mg. Este es un costo enorme, pero los investigadores dieron este paso porque en realidad no pueden controlar el escarabajo y tienen que rotar la cámara si es necesario.
El artículo de investigación "Visión guiada inalámbrica para insectos vivos e insectos robóticos " de Vikram Iyer, Ali Najafi, Johannes James, Sawyer Fuller y Shyamnat Gollakota de la Universidad de Washington se publicó el 15 de julio de 2020 en Science Robotics (doi: 10.1126 / scirobotics.abb0839).
Para colocar una cámara de video de este tipo en una abeja o una mosca, se requiere una optimización adicional, porque el mismo abejorro no levanta más de 100-200 mg de la carga útil. La principal limitación aquí es el sistema de suministro de energía, por lo que es recomendable usar células solares en el abejorro.
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