Будущее шпионажа. Беспроводная видеокамера на спине жука транслирует видео на 120 метров



    Исследователи из школы компьютерных наук и инженерного дела, факультетов электротехники и инженерии Вашингтонского университета в Сиэтле разработали концептуальный проект видеокамеры весом 248 мг (плюс батарейка 0,5 г), которая укрепляется на спине жука или микророботе.

    Чёрно-белое видео 1−5 fps с разрешением до 160×120 px передаётся по Bluetooth на расстояние до 120 метров. Объектив поворачивается на 60°. Управление со смартфона.

    Ранее учёные проводили опыты по дистанционному управлению жуками (2009), молью (2008) и тараканами (2012) путём стимулирования мозга электродами, так что это очень перспективная смежная разработка. Фактически, сейчас для радиоуправляемых насекомых сделали камера-модуль.


    Радиомодуль управления тараканом. Фото: университет Северной Каролины, 2012

    Дистанционное управление тараканами — не просто научная разработка. DIY-комплекты для проведения медицинской операции и электроника для установки на таракана уже поступили в открытую продажу.


    DIY-комплект для установки на таракана


    Операция на таракане в домашних условиях

    Есть хорошие результаты и в экспериментах по имплантации в живых насекомых ячейки с биотопливом для питания электроники (см. научную работу 2012 года), то есть все элементы паззла по созданию шпионского жука или таракана-киборга с дистанционным управления складываются вместе.

    Впрочем, конкретно новая видеокамера питается не от биоячейки, а от 0,5-граммовой батареи на 10 мА. Этого хватает на 6 часов работы при установке на обычном чёрном жуке. Конечно, можно сделать самодельного мобильного робота, но пока что модели человеческой разработки не могут сравниться по манёвренности и мощности с настоящими насекомыми, чей дизайн отточен миллионами лет эволюции.


    Варианты миниатюрной беспроводной видеокамеры для чёрного жука и мобильного робота

    Разработку новой видеокамеры исследователям пришлось начинать с нуля, потому что никакие существующие решения не годятся. Даже самые маленькие глотаемые видеокамеры, которые снимают внутри человеческого организма, с элементами питания весят более 1 грамма, что слишком много для жука или таракана.

    Сосредоточившись на небольших размерах и эффективности, они начали с имеющегося на рынке сверхмалого CMOS-датчика шириной 2,3 мм и весом 6,7 мг. Они выбрали также микросхему Bluetooth 5.0 (шириной 3 мм, 6,8 мг) и начали экспериментировать, как соединить эти две вещи с минимумом промежуточного оборудования для трансляции сигнала камеры.


    Полевые испытания жука с видеокамерой

    Для рабочей камеры также потребовался объектив (20 мг) и антенна, провод длиной 5 мм. На плату поставили акселерометр, чтобы движение насекомого можно было использовать для запуска камеры, сводя к минимуму избыточные кадры от дремлющего жука или неподвижного робота на подзарядке.



    Последний фрагмент схемы — это механически управляемая «головка», весящая 35 мг и доводящая вес беспроводной камеры до 84 мг. Это уже готовый привод с 60-градусным углом поворота, который разработали коллеги из Вашингтонского университета для своих миниатюрных летающих роботов. К сожалению, для пьезоэлектрического привода требуется повышающий преобразователь весом 96 мг. Это огромные затраты, но исследователи пошли на такой шаг, потому что они не могут реально управлять жуком — и вынуждены поворачивать камеру в случае необходимости.


    Научная статья «Беспроводное управляемое зрение для живых насекомых и насекомых-роботов» Викрама Айера, Али Наджафи, Йоханнеса Джеймса, Сойера Фуллера и Шьямната Голлакоты из Вашингтонского университета опубликована 15 июля 2020 года в журнале Science Robotics (doi: 10.1126/scirobotics.abb0839).

    Чтобы разместить такую видеокамеру на пчелу или муху, нужно провести дополнительную оптимизацию, потому что тот же шмель поднимает не более 100−200 мг полезной нагрузки. Главным ограничением здесь является система питания, так что на шмеле желательно использовать солнечные элементы.




    PKI-решения для малого и среднего бизнеса
    Связаться с нами +7 (499) 678 2210, sales-ru@globalsign.com.
    GlobalSign
    Company

    Comments 23

      –4
      По-моему, это неоправданное насилие над животными. Для рекламы как-то не очень…
        –1
        О животных речь не шло.
          0
          Это шутка такая?
            +10
            А вы заметили что жук чёрный?
              0
              Они что — искусственные? Я просто не очень люблю рассматривать насекомых…
                0
                Нет, жуки живые. Членистоногие, царство животных, всё верно.
                  0
                  Общества защиты животных на них нет.
        +10
        Будущее рядом.

        пятый элемент
        +7
          0
          Тут конечно жесть, что приходится такие костыли городить для использования столь совершенной готовой системы.
            0
            Может показаться, что это маленькая камера и огромный прорыв. На самом деле, это весьма большая камера, приблизительно 20*15*15 мм (два сантиметра длиной!), которую можно закрепить только на огромном жуке.
              0
              image

              Подпись: Ну вот мы его и вывели, одно не могу понять, зачем же он понадобился нашим ракетчикам?

              Тут наоборот, нужно найти такого жука чтобы поместился набор ардуино. Немцы вроде как еще в войну использовали голубей с автоматической интервальной фото камерой.
              0

              Как же умилют кадры, где спокойным голосом рассказывают о фичах системы с вообще не понимающим, что происходит, жуком на заднем плане)

                0
                Кажется в какой то из книг Иган Грега эта тема обсуждалась, там была муха шпион которую он запускал в помещения для шпионажа.
                  0
                  в помещения для шпионажа.

                  Специальные помещения для проведения шпионажа? Вот это я понимаю фантастика, полёт мысли!
                  0

                  Это всё хорошо, а как управлять жуком?

                    0
                    По блютузу :)
                    0
                    Для шпионажа конечно не пойдет, заголовок не в тему.
                    Но в любом случае — люди сделали сверхминиатюрный девайс, сфера применения ему обязательно найдется. Интересно, какя цена будет при серийном производстве?
                      0
                      думаю, 5 копеек за 100 грамм, если массово на али пойдет)
                      0
                      Хорошая отмазка для тотальной зачистки всего живого — борьа с вуайеристами.
                        0
                        питается от 0,5-граммовой батареи на 10 мА.
                        Вот это хотелось бы подробней. Находил самую маленькую вроде диаметром 4,8 мм на 1,2 мм толщины, но там ёмкость в 10 раз меньше.

                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.