Wir denken, dass eine kleine Kamera etwas in einem Kamerahandy ist, aber Forscher der University of Washington haben die Miniaturisierung auf ein völlig neues Niveau gebracht und eine Kamera entwickelt, die so kompakt ist, dass sie auf dem Rücken eines Käfers getragen werden kann. Mit einem Gewicht von nur 248 Milligramm - oder knapp einem Viertel Gramm - ist es so klein und leicht, dass ein Pinacate-Käfer die Kamera wie einen Rucksack tragen und dennoch auf natürliche Weise Hindernisse bewegen und erklimmen kann.
Denken Sie nicht, dass diese "GoPro für Käfer" ein 4K-Monster mit hoher Bildrate ist. Der Schwerpunkt liegt hier darauf, die Dinge so klein und energieeffizient wie möglich zu halten. Daher ist die Videoqualität auf monochrome Aufnahmen mit einer Auflösung von 160 x 120 bei maximal fünf Bildern pro Sekunde beschränkt.
Es gibt jedoch einige nette Tricks, da die Kamera ihren Live-Video-Feed drahtlos über Bluetooth an ein Smartphone in einer Entfernung von bis zu 120 Metern übertragen kann. Darüber hinaus ist die Kamera an einem winzigen piezoelektrischen Aktuatorarm montiert, der sich biegt, wenn eine Spannung an ihn angelegt wird, sodass die Kamera bei Fernsteuerung durch den Smartphone-Bediener um bis zu 60 Grad nach links und rechts schwenken kann.
Dieser Ansatz ermöglicht es der Kamera, mit einem kleinen energiesparenden Sensor ein weites Sichtfeld zu erfassen. Die Alternative wäre eine feste Weitwinkelkamera, aber das hätte einen Sensor mit viel höherer Auflösung erforderlich gemacht, um über das gesamte Sichtfeld den gleichen Detaillierungsgrad beizubehalten und dadurch den Stromverbrauch erheblich zu erhöhen.
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Die Forscher ließen sich von Insekten selbst inspirieren, die Kamera an einem beweglichen Arm zu befestigen. speziell ihre vereinfachte, energiesparende Sicht. Insekten haben nur in sehr kleinen Regionen der Netzhaut eine hohe Sehschärfe, was bedeutet, dass sie ihren Kopf physisch bewegen müssen, um sich bewegende Objekte genau zu verfolgen. Dieser Ansatz ist energieeffizienter und gilt auch für den Käferkamerarucksack. Er ermöglicht eine Laufzeit von bis zu 6 Stunden mit nur 10 mAh Batterie, was zum Teil einem integrierten Beschleunigungsmesser zu verdanken ist, der die Bilderfassung nur auslöst, wenn der Käfer unterwegs ist.
Solch eine winzige ferngesteuerte Kamera hat den offensichtlichen Reiz, die Welt aus der Sicht eines Käfers erfassen zu können, um die Natur und den Planeten besser verstehen zu können. Es gibt aber auch andere interessante Möglichkeiten auf dem Gebiet der Robotik im Insektenmaßstab. Die Boffins der University of Washington bauten auch einen winzigen 1,6 x 2 cm großen Roboter, der sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3,5 cm pro Sekunde bewegen kann. Mit dem lenkbaren Sichtsystem der Käfer-Nocke konnte der Roboter Objekte verfolgen und dabei 26- bis 84-mal weniger Energie verbrauchen als durch Bewegen des gesamten Roboters. Wenn man außerhalb des Forschungslabors denkt, könnte sich eine solch winzige energieeffiziente Robotik als von unschätzbarem Wert erweisen, um visuellen Zugang zu schwer zugänglichen Räumen zu erhalten, beispielsweise in komplexen Maschinen, um fehlerhafte Komponenten zu diagnostizieren, die ein herkömmliches Endoskop nicht erreichen kann.
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