研究者らがカブトムシ用の小型カメラバックパックを開発

研究者らがカブトムシ用の小型カメラバックパックを開発

GoProなどの企業は、毎年、ますます小型化し、装着しても邪魔にならないアクションカメラに、より多くの機能を詰め込んでいます。しかし、ワシントン大学の研究チームは、昆虫でも装着できるほど小型のライブストリーミングワイヤレスカメラを開発しました。

このカメラは、ワシントン大学ポール・G・アレン・コンピュータサイエンス&エンジニアリング学部で開発され、マイクロソフト・フェローシップと全米科学財団の資金提供を受けています。昆虫の移動を妨げることなく、虫の目線で世界を観察できる初めてのカメラです。ハエに装着できるほど小さくて軽いわけではありませんが、約250ミリグラムのこのカメラは、急斜面を登ったり、木登りをしながら0.5グラム以上の荷物を運ぶことができる、死んだふりをする甲虫とマダラカミキリに持ち運ぶことに成功しました。

写真: マーク・ストーン - ワシントン大学
写真: マーク・ストーン – ワシントン大学

プロの写真家が使用するカメラと比べれば確かに小型の現代のスマートフォンに内蔵されているカメラを小型化しようとしても、バッテリーを内蔵すると昆虫が持ち運べるには大きすぎて重すぎたでしょう。何百万ものピクセルを撮影するには膨大な画像処理が必要で、それには大量の電力が必要です。研究者たちは別の方法を取り、ハエが世界を見る自然界の仕組みを模倣しました。ハエの大きな複眼は広い視野で動きを検知できます(だからこそハエを叩くのは非常に難しいのです)。同時に、獲物やその他の対象に焦点を合わせることができる小さな高解像度の領域も備えており、ハエの小さな脳への負荷を軽減するのに役立っています。

画質という点では、研究者が開発した小型カメラは、13年前の初代iPhoneに搭載されていたカメラと比べると見劣りする。白黒で解像度が低く、接続されたスマートフォンに1秒あたりわずか1~5フレームの速度で動画を送信するだけだ。視野を広げるために、カメラのレンズは左右に約60度回転させることができる。これにより、遠隔操作者は昆虫や小型ロボットが移動したり姿勢を変えたりすることなく、対象を追跡したり、高解像度のパノラマ画像を生成したりすることができる。移動や姿勢変更は電力消費につながるからだ。

画質は最も安価なカメラ付き携帯電話と比べても見劣りしますが、カブトムシで iPhone を持ち歩くのは大変です。
画質は最も安価なカメラ付き携帯電話と比べても見劣りしますが、カブトムシにiPhoneを持ち歩かせるのは大変です。GIF:ワシントン大学

カメラのサイズと低消費電力設計のため、ストリーミング機能も同様に制限されており、Bluetooth接続の最大距離は約120メートルと、遠隔操作者は常にカメラの近くにいなければなりません。しかし、バッテリー駆動時間は驚くほど良好です。ノンストップでストリーミングした場合、カメラは最大2時間駆動しますが、さらに駆動時間を延長するために、研究者たちは加速度計を搭載し、甲虫が動いている時だけ画像を撮影・配信するようにしました。これにより、カメラのバッテリー駆動時間は6時間以上に延長されます。

研究者たちは、昆虫がいかに簡単に家の中に侵入できるかを考えると、この設計がプライバシー上の懸念を引き起こすことは間違いないことを認めています。だからこそ、彼らはこのカメラを軍や法執行機関に秘密裏に売却するのではなく、一般公開することにしたのです。しかし、このカメラは盗聴以外にも、真に興味深い潜在的な用途を秘めています。このカメラは、昆虫学者に昆虫がどのように環境を移動し、野生下で脅威やその他の刺激に反応するかについての新たな知見を提供し、さらには昆虫の社会構造をより詳細に観察する機会も提供する可能性があります。

新開発のカメラは、同様に小型の自律ロボットの開発にも使用されており、秒速2~3センチメートルの速度で移動できます。それほど速くないように思えるかもしれませんが、このサイズのロボットでは既に既存のロボットを凌駕しています。技術が進歩し、研究段階を脱すれば、壁のハエを覗き見したいという夢が現実になる日もそう遠くないでしょう。

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