El mundo ¡a vista de escarabajo!

En la película "Ant-Man" (Marvel Studios, Walt Disney, 2015) el protagonista principal utiliza una tecnología que le permite reducir su tamaño hasta hacerse tan diminuto que es capaz de viajar volando en la parte posterior de un insecto.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Washington (UW) en Seattle (Washington, EEUU) han desarrollado un sistema que ofrece la oportunidad de disfrutar de una visión del mundo similar a la del “hombre hormiga”, de este filme de superhéroes.

Se trata de una pequeña cámara inalámbrica, robótica y orientable que también se puede montar y viajar “a bordo” de un insecto, como si fuera una pequeña mochila con circuitos electrónicos. (https://robotics.sciencemag.org/content/5/44/eabb0839) .

Los investigadores de la UW (www.washington.edu) la llaman ‘BeetleCam’ (cámara-escarabajo) o “GoPro para insectos”, en referencia a la famosa marca de cámaras de alta definición.

También puede transmitir vídeo a un teléfono inteligente a una velocidad de 1 a 5 cuadros por segundo y se coloca sobre un brazo mecánico que puede girar en ángulos de 60 grados, informa Sarah McQuate, comunicadora de la UW.

Según McQuate, esto permite al espectador capturar una imagen panorámica en alta resolución o rastrear un objeto en movimiento, gastando una cantidad mínima de energía. www.youtube.com/watch?v=115BGUZopHs&feature=youtu.be

Para demostrar la versatilidad de este sistema, que pesa alrededor de 250 miligramos (aproximadamente una décima parte del peso de un naipe de o carta de baraja), los investigadores lo montaron encima de escarabajos vivos y de robots del tamaño de insectos.

INSPIRADA EN LA VISIÓN ANIMAL.

Este sistema de cámara inalámbrica de baja potencia y peso reducido, puede capturar una vista de lo que sucede desde la perspectiva de un insecto vivo o dotar de visión a los pequeños robots, según el autor principal Shyam Gollakota, profesor asociado en la facultad de Informática e Ingeniería Paul G. Allen, de la UW.

“La visión es muy importante para la comunicación y la navegación, pero es extremadamente difícil conseguirla a una escala tan pequeña. Antes de nuestro trabajo no había sido posible incorporar la visión inalámbrica a robots muy pequeños o a insectos", según Gollakota.

Las minicámaras actuales, como las de los teléfonos inteligentes, usan mucha potencia para capturar fotos de gran resolución y gran angular, y las baterías que requieren para funcionar hacen que el sistema sea demasiado grande y pesado para que los insectos, o los robots del tamaño muy reducido, puedan cargarlas, según este investigador.

Para solucionar esta limitación, el equipo se basó en la visión de insectos como las moscas, que para reducir el gran gasto de energía cerebral que dedican al procesamiento visual, tienen una pequeña región de alta resolución en sus ojos compuestos.

Estos insectos giran la cabeza para dirigirse hacia donde quieren ver con mayor claridad, por ejemplo para perseguir a una presa o a una posible pareja, lo cual les ahorra el gasto energético que supondría tener visión de alta resolución en todo su campo visual, según los científicos de la UW.

SOBRE UN BRAZO GIRATORIO.

Para imitar la visión animal, los investigadores utilizaron una pequeña cámara en blanco y negro de potencia ultrabaja que puede recorrer un campo de visión con la ayuda de un brazo mecánico.

Este brazo se mueve cuando se le aplica un cierto voltaje, lo que hace que su material se doble y mueva la cámara a la posición deseada. A menos que se le aplique más potencia eléctrica, el brazo permanece en ese ángulo durante alrededor de un minuto antes de relajarse y volver a su posición original, según la UW.

“Es algo similar a cómo las personas mantienen su cabeza vuelta en una dirección durante un corto lapso antes de regresar a una posición más neutral”, explican los autores.

“Las principales ventajas de poder mover la cámara son que puedes obtener una visión de gran angular de lo que está sucediendo sin consumir una gran cantidad de energía o rastrear un objeto en movimiento sin tener que mover un robot completo”, según el coautor principal, Vikram Iyer, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática de la UW.

“Estas imágenes también tienen una resolución más alta que si usáramos una lente gran angular”, apunta Iyer.

La cámara y el brazo se controlan a través de Bluetooth desde un teléfono inteligente desde una distancia de hasta 120 metros, según la UW.

Los investigadores unieron este sistema removible, a la parte posterior de dos tipos de escarabajos, que se sabe que pueden transportar cargas superiores a medio gramo, los cuales se desplazaron por la grava, subieron una pendiente y treparon a los árboles con la ‘BeetleCam’ “a sus espaldas”.

El sistema dispone de un dispositivo denominado acelerómetro, que detecta cuándo se mueve el escarabajo, para tomar imágenes solo durante ese tiempo, lo cual permite grabar durante seis horas o más, antes de que se agote la batería, según Iyer.

Los investigadores también instalaron este sistema en el que consideran como “el robot terrestre autónomo con visión inalámbrica más pequeño y rápido del mundo”, del tamaño de un insecto, que usa vibraciones para moverse entre 2 y 3 centímetros por segundo, y con una carga de batería de unos 90 minutos.

FUTURAS APLICACIONES.

Las aplicaciones podrían variar desde la biología hasta la exploración de entornos nuevos, según los investigadores.

“Por ejemplo, podría instalarse en pequeños robots para explorar tuberías u otros espacios confinados, o utilizándolo para monitorear un proceso industrial o integrando un sistema de seguridad para el hogar”, señala Vikram Iyer a Efe.

“Este sistema también podría aplicarse en atención médica, incorporándola a píldoras equipadas con minicámaras para explorar el cuerpo desde dentro, o en la agricultura inteligente, utilizando insectos como sensores para monitorizar las condiciones o localizar posibles plagas de otros insectos”, indica.

“Asimismo, esta plataforma podría utilizarse como una herramienta para estudiar el comportamiento de los insectos, las aves y otros animales pequeños para comprender cómo se ven afectados por la urbanización y los climas cambiantes”, aventura.

“Por otra parte, este sistema permitirá recopilar información útil para que los robots diminutos puedan desplazarse por ambientes que les resultan difíciles como los rocosos, que los escarabajos pueden atravesar”, concluye Iyer.