باحثون من جامعة واشنطن يقدمون تطورا فريدا في هذا المجال: كاميرا صغيرة وخفيفة للغاية بحيث يمكن حتى للحشرات حملها على أجسامها مثل حقيبة الظهر
مع مرور السنين، تدخل الكاميرات الأصغر فأصغر إلى حياتنا. على سبيل المثال، يتم توضيح جودة الصور التي يمكن إنتاجها باستخدام كاميرا هاتف ذكي صغيرة كل عام في مسابقة التصوير الفوتوغرافي باستخدام iPhone التي تنظمها شركة Apple - اسأل قائمة الفائزين، والتي انضم إليها مؤخرًا الإسرائيلي أفيشاي بوترمان، الذي التقط صورة مثيرة للإعجاب ل الببغاء يتقيأ أثناء الطيران.
والآن، في دراسة جديدة، قدم باحثون من جامعة واشنطن تطورًا فريدًا في هذا المجال: كاميرا صغيرة جدًا وخفيفة الوزن بحيث يمكن حتى للحشرات حملها على أجسامها مثل حقيبة الظهر.
الكاميرا التي طورها الباحثون وتفاصيلها تم نشرها مؤخرا في مجلة Science Robotics، فهو لاسلكي، ويزن 250 ملليجرام (عُشر وزن بطاقة اللعب)، وهو قادر على إرسال واستقبال البيانات على مسافة تصل إلى 120 مترًا. الكاميرا من نوع "Go Pro للحشرات"، وهي تسجل ما يحدث حولها من وجهة نظر الحشرة التي تلتصق بظهرها. ويمكن استخدامه لتصوير مقاطع فيديو بالأبيض والأسود عالية الدقة، ويمكن أن يعمل لمدة تصل إلى ست ساعات في المرة الواحدة. ويتم التحكم فيه عن طريق تطبيق على الهاتف الذكي، حيث ينقل إليه المعلومات في الوقت الفعلي عبر البلوتوث.
قام الباحثون بربط الكاميرا بنوعين من الخنافس من عائلة التحرريين: أبولوس المورق وإليودس نيجرينا. يقول علي نجفي، طالب الدكتوراه في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر بجامعة واشنطن وأحد مؤلفي الدراسة: "لقد تأكدنا من أن الخنافس يمكنها التحرك بشكل صحيح أثناء حمل النظام". "لقد كانوا قادرين على التحرك بحرية على الحصى، والمشي على المنحدر، وكذلك تسلق الأشجار".
صغيرة واقتصادية
إحدى الصعوبات الرئيسية التي واجهها مطورو الكاميرات هي حقيقة أن الكاميرات تستهلك كمية كبيرة من الطاقة، لذلك يجب أن تكون البطارية التي تشغلها كبيرة نسبيًا - وهو مطلب مثير للإشكال عندما تحمل الكاميرا حشرة صغيرة. ففي كاميرا الهاتف الذكي، على سبيل المثال، يبلغ عرض المستشعر الذي يحول الضوء المستقبل إلى صورة حوالي 5 ملم، لكن البطارية اللازمة لتشغيله أكبر بعشر مرات وتزن أكثر من 100 جرام.
ولذلك، بذل الباحثون جهودًا لجعل التطوير الجديد صغيرًا وموفرًا للطاقة. ولتحقيق هذه الغاية، اختاروا مكونات الجهاز بعناية وصمموا نظامًا بسيطًا نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك، صمم الباحثون حركة الكاميرا لتكون موفرة للطاقة: تشتمل الكاميرا على ذراع آلية، مما يسمح لها بالدوران في نطاق 60 درجة. إن إعطاء تعليمات للكاميرا بالتحول إلى الجانب يتطلب طاقة - ولكن إذا لم يتم إعطاء أوامر أخرى، فبعد حوالي دقيقة يستقيم الذراع إلى الأمام من تلقاء نفسه، دون أي استثمار إضافي للطاقة.
وعلى الرغم من الأبعاد الصغيرة للكاميرا، إلا أنها حاليًا مناسبة فقط للحشرات الكبيرة نسبيًا، مثل الخنافس التي تم اختبارها في الدراسة. وفقًا للباحثين، لكي تكون الإصدارات المستقبلية من التطوير مناسبة أيضًا للحشرات الصغيرة (مثل النحل من الأنواع الكبيرة)، سيكون من الضروري تقليل بطارية الكاميرا بشكل أكبر. ووفقا لهم، إحدى الطرق الممكنة للقيام بذلك هي تزويد الكاميرا بلوحة شمسية.
وفي إطار البحث، قام الباحثون أيضًا ببناء روبوت بحجم الحشرة: 1.6 × 2 سم، يتم التحكم فيه عن بعد وقادر على التحرك على الأرض بسرعة تصل إلى 3.5 سم في الثانية لمدة تتراوح بين ساعة و أربع ساعات وعشرين دقيقة ويحمل الكاميرا على ظهره.
أين يذهب الخلل؟
يسمح التصوير الفوتوغرافي من منظور الحشرات بالوصول إلى الأماكن التي لا تستطيع الأجهزة مثل الروبوتات الوصول إليها عادةً. تقول الدكتورة نيتا دورشين، عالمة الحشرات من كلية شتاينهارت لعلم الحيوان: "الحشرات قادرة على المشي على الجدران، على السقف، تحت لحاء الأشجار، تحت الأرض، في الشقوق الموجودة على سطح الصخور أو في النباتات". ومتحف الطبيعة في جامعة تل أبيب. "انهم في كل مكان."
ووفقا للباحثين، بالإضافة إلى مساهمة التطوير الجديد في مجال الروبوتات، فإنه سيكون قادرا على المساعدة في دراسة عالم الحشرات، لأنه من الممكن تسجيل سلوكها وردود أفعالها تجاه المحفزات المختلفة. يقول دورشين: "مثل هذا التطور يمكن أن يوضح لنا أين تذهب الحشرة، وأين تبحث عن الطعام، وماذا تأكل، وماذا تفعل عندما لا نراها، ويعلمنا المزيد عن السلوكيات مثل العثور على رفقاء".
ومع ذلك، يوضح دورشين أن أحد الموضوعات التي ربما لن يكون من الممكن التعرف عليها بمساعدة التطوير الجديد هو كيفية عمل النظام البصري للحشرات. وتقول: "لا يمكنك رؤيته بالكاميرا، فحس البصر لدى الحشرات يختلف تماما عن حاسة البصر لدينا". على سبيل المثال، الخنافس السريعة بشكل خاص من فصيلة Cicindelinae أعمى جزئيا ومؤقتا عندما يركضون (تصبح رؤيتهم ضبابية لأنهم غير قادرين على معالجة جميع المعلومات التي تصل إلى العين في صورة)، وعيون الخنافس من عائلة Gyrinidae وتنقسم الى مجموعتين، الجزء السفلي مخصص للرؤية تحت الماء والجزء العلوي لرؤية الأرض.
جواسيس بستة أرجل
وينضم التطور الجديد إلى مجموعة من الأدوات التكنولوجية المستخدمة حاليا في دراسة الحشرات، والتي تشمل، من بين أمور أخرى، الكاميرات التي يتم وضعها في الفضاء والتي تتابع تحركات الحشرات، والمعدات التي يتم تثبيتها على جسم الحشرة و يقيس ردود أفعاله، والمحاكاة الحاسوبية.
جواسيس بستة أرجل
وينضم التطور الجديد إلى مجموعة من الأدوات التكنولوجية المستخدمة حاليا في دراسة الحشرات، والتي تشمل، من بين أمور أخرى، الكاميرات التي يتم وضعها في الفضاء والتي تتابع تحركات الحشرات، والمعدات التي يتم تثبيتها على جسم الحشرة و يقيس ردود أفعاله، والمحاكاة الحاسوبية.
إن الفهم الأفضل لسلوك الحشرات مهم بشكل خاص اليوم، حيث يوجد عدد لا يحصى من أنواع الحشرات تختفي من العالم بأعداد هائلة. والسبب الرئيسي لهذه الظاهرة هو فقدان واختلال الموائل التي تعيش فيها الحشرات، فضلا عن تسرب المبيدات الحشرية إلى البيئة الطبيعية، وتهجير الأنواع الغازية وتأثيرات الأزمة المناخية. تلعب الحشرات أدواراً حاسمة في الطبيعة، وعلى رأسها عملية التلقيح، التي يعتمد عليها جزء كبير من المحاصيل التي يزرعها الإنسان، بالإضافة إلى تفتيت جثث الحيوانات وتحويلها إلى سماد للنباتات واستخدامها كطبقة مهمة في الغذاء. الويب. ولذلك، فإن إيذاء الحشرات يمكن أن يتسبب في انهيار أنظمة بيئية بأكملها، ويؤثر على حياة الناس بشكل كبير.
الاستخدام الآخر للتطور الجديد الذي قد يتبادر إلى الذهن هو، بالطبع، التجسس. يقول دورشين: "في العديد من أفلام الخيال العلمي، يتم أحيانًا تركيب مثل هذه الأجهزة على الحشرات، وخاصة الصراصير، وإرسالها لجمع المعلومات الاستخبارية".
ومع ذلك، فإن مثل هذا الاستخدام الخيالي يثير صعوبة واضحة: الحاجة إلى السيطرة على الحشرة، بحيث تطير إلى المقر أو المخبأ السري لمنظمة إرهابية، وليس إلى مجالها المفضل. على مر السنين، جرت محاولات لتحويل الخيال إلى علم: على سبيل المثال، تم الكشف عن أن وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA)، وهي الوكالة المسؤولة عن التطورات التكنولوجية في الجيش الأمريكي، أجريت التجارب على مدى عقود من أجل إدخال أنظمة في أجسام الحشرات تتحكم في سلوكها. هل يحمل المستقبل حشرات تحمل كاميرات ويتم التحكم فيها عن بعد وتخدم وكالات الاستخبارات؟ لا يوجد قول. ولكن إذا قمت بذلك، تذكر أين سمعت ذلك من قبل.
المنشور حشرة بكاميرا ظهرت لأول مرة علىزاويه
عار آخر على موقع العلوم:
