蚁人第一视角领会一下？ -

在《蚁人》这部电影中，蚁人能够缩小后骑在一只昆虫上飞行。华盛顿大学的研究人员开发了一种能安放在昆虫身上的无线操控摄像系统。它让每个人都能有机会一睹蚁人视角的世界。摄像机固定在一个能旋转60°的机械臂上，每秒会向智能手机传输1-5帧画面。这足以让观察者轻松跟踪一个移动对象，并收集高分辨率全景影像。为验证这个微型装置的可行性，研究团队在昆虫大小的机器人和活甲虫上进行了测试实验。研究结果7月15日发表在《科学机器人》杂志中。

“我们构建了一个无线控制的、低耗能摄像系统，它能够给我们提供昆虫或者小型机器人的第一视角影像。”论文作者、华大计算机科学与工程学院副教授Shyam Gollakota说，“视觉对于沟通和导航都非常重要，但在这么小的尺度上进行视觉研究是相当困难的。此前，也没有这种无线视觉传输的先例。”

传统小摄像头拍摄高分辨率广角照片的能耗很高，它的尺寸也无法满足要求：虽然摄像机本身很轻，但加上整个电力系统可能就是昆虫无法承受之重了因此，研究人员希望从生物学角度寻求突破。

“和摄像机一样，动物的视觉也需要很多能量。”华大助理教授、论文作者Sawyer Fuller说，“对于人这样的大型动物，视觉能量占比很少。但像苍蝇，它们大脑需要大约10%-20%的能量。为了降低消耗，一些苍蝇复眼上有个小的高分辨率区域，可通过转头聚焦方式减少能耗。”

研究人员用微型超低功耗的黑白相机来模拟动物视觉，相机可以在机械臂的帮助下扫描整个视野。当施加上高电压时，臂会移动，使材料弯曲，并将摄像头移动到所需的位置。如果不进行更大的刺激，机械臂会保持这个角度1分钟，然后回复到原位。这跟人们短时间内来回转头类似。

华大博士Vikram Iyer说：“转动摄像头的好处是可以用低耗能获取广角视野，并保证图像的分辨率。我们设计的拍摄系统可以在120m外利用手机进行控制，并在加速计的辅助下达到近6小时的拍摄时长。”

研究人员尝试将摄像系统安在佯死甲虫（Death-Feigning Beetle）和松形甲虫（Pinacate Beetle）背上。华大研究人员Ali Najafi博士说：“我们要保证甲虫背着这个系统时依然能正常活动，自由穿过碎石、爬坡甚至爬树。并且它们在实验结束后还至少还能活一年。”

研究人员利用这套系统设计了世界上最小的无线可视自动机器人，这个昆虫大小的机器人通过振动方式来移动，其耗能与低功耗的无线蓝牙相当。为解决振动引起的摄像机抖动问题，拍照时它会暂时停下，拍完再继续前进。通过这种方式，机器人能够以2-3cm/s的相对高速移动，，并续航90分钟。

“这是我们第一次以昆虫的视角观察它们行进时的世界。但还有很多问题值得探索，比如甲虫对环境中不同刺激的响应情况等。”Ali说，“昆虫可以在不同的岩石环境中穿行，帮助我们收集到那些机器人难以获取的影像资料。”

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编译：攀汗

审稿：alone

责编：雷鑫宇

期刊来源：《科学机器人》

期刊编号：2470-9476

原文链接：

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

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