Kilka lat temu badacze z Uniwersytetu Waszyngtońskiego stworzyli nietypowe urządzenie – wyposażone w przeróżne czujniki miniaturowe plecaki przeznaczone dla… pszczół, dzięki którym te pożyteczne owady mogłyby monitorować stan plonów. Teraz ci sami uczeni opracowali bardziej zaawansowany model owego wynalazku, zaprojektowany z myślą o żukach.
Nowatorskie narzędzie badawcze
„GoPro dla żuków” (ang. GoPro for beetles), bo tak brzmi nazwa nowej wersji maleńkiego plecaka, jest wyposażone w kamerę, która może rejestrować i transmitować filmy z częstotliwością od 1 do 5 klatek na sekundę, obracając się w zakresie 60 stopni. Urządzenie to brzmi jak świetne nowe narzędzie do prowadzenia badań z zakresu biologii. Dzięki niemu można spojrzeć na świat z perspektywy żuka.
Wynalazek został zaprojektowany tak, aby mogły nosić go dwa typy żuków – żuki z gatunku Asbolus verrucosus oraz kilku gatunków z rodzaju Eleodes (w języku angielskim wspólnie określanych mianem „Pinacate beetles”). Wszystkie wymienione owady występują w południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych oraz północno-zachodniej części Meksyku, a w szczególności na pustyni Sonora. Jak zaobserwowano, mogą one jednocześnie przenosić przedmioty o masie do pół grama. Dlatego urządzenie uczonych z Uniwersytetu Waszyngtońskiego waży zaledwie ćwierć grama – nie przeszkadza ono żukom w poruszaniu się i pokonywaniu przeszkód.
Wzorując się na naturze
Mimo że „GoPro dla żuków” jest takie maleńkie, po naładowaniu jego baterii do pełna potrafi ono działać około sześć godzin. W jaki sposób udało się to osiągnąć? Inspirując się owadami.
„Muchy zużywają od 10 do 20 procent swojej energii spoczynkowej tylko po to by zasilić mózg, z czego większość poświęcana jest przetwarzaniu informacji wizualnej.”, powiedział jeden z twórców urządzenia, Sawyer Fuller. „Aby obniżyć koszty [energetyczne] niektóre muchy posiadają na swojej złożonej gałce ocznej tylko niewielki obszar rejestrujący obraz o wysokiej rozdzielczości. Aby czemuś dobrze się przyjrzeć, na przykład potencjalnej ofierze czy partnerowi, te obracają swoją głowę. To, w stosunku do posiadania możliwości postrzegania świata w wysokiej rozdzielczości w zakresie pełnego pola widzenia, pozwala na oszczędzanie energii.”
Właśnie dlatego „GoPro dla żuków” wyposażono w ramię obracające kamerę o maksymalnie 60 stopni, które pozwala na wykonywanie zdjęć panoramicznych wysokiej rozdzielczości lub śledzenie poruszającego się obiektu. Dodatkowo, aby oszczędzać energię, urządzenie wyposażono w akcelerometr, który sprawia, że kamera nagrywa tylko wtedy, gdy żuki się poruszają. Zarówno samą kamerę, jak i ramię można kontrolować bezprzewodowo dzięki technologii Bluetooth, za pośrednictwem smartfonu oddalonego maksymalnie o 120 metrów.
Jak rysuje się przyszłość „GoPro dla żuków”?
Co istotne, podczas testowania urządzenia żadne z owadów nie ucierpiały. Wszystkie żuki po zakończeniu badań żyły jeszcze przynajmniej pełny rok. Teraz uczeni chcieliby wykorzystać swoje miniaturowe plecaki, by lepiej poznać te stworzenia.
Jeden z twórców miniaturowego plecaka, Vikram Iyer, montuje go na grzbiecie żuka. | Źródło: Mark Stone/Uniwersytet Waszyngtoński
„Jest tak wiele pytań, na które można by poszukać odpowiedzi – na przykład: ‘W jaki sposób chrząszcz reaguje na różne bodźce, które widzi w środowisku?’”, stwierdził kolejny z autorów wynalazku, Vikram Iyer. „To nie wszystko. Insekty mogą pokonywać skaliste środowisko, które dla tak małych robotów jest ogromnym wyzwaniem. Zatem, system ten może nam też pomóc, pozwalając zobaczyć obszary, w których trudno nawigować, lub pobrać z nich próbki.”
Oczywiście, w przyszłości badacze zamierzają też rozwinąć urządzenie. Mają oni nadzieję, że jego kolejne wersje będą jeszcze bardziej energooszczędne. Ba, może uda się sprawić, że te w ogóle nie będą potrzebować baterii i będą zasilane energią słoneczną.
Źródło: CNBC, fot. tyt. Mark Stone/Uniwersytet Waszyngtoński