以我们目前的科技水平，造出一个非常非常小、功能强大、且能够自主移动的机器人，似乎仍然是一项不可能实现的科学幻想。首当其冲的就是机器人的视觉系统，仍然是不可逾越的难题。

   近日，一项在甲虫背部安装相机的研究登上了《Science》的子刊《Science Robotics》上。来自西雅图华盛顿大学的机器人研究团队让我们距离幻想又接近了一步，他们制造出了一个“可能是”全世界最小的靠蓝牙操控的视频相机，其体积已经小到足以被昆虫背着到处走了。

   要让身长不足三厘米的甲虫背上相机，这事儿可远没有想象中那么简单。在人类看来已经非常小的相机，在昆虫看来仍然压力山大。所以为了缩小相机体积，由计算机科学与工程学教授Shyam Gollakota领导的研究团队必须从零开始，重新设计制造一款更小更轻的相机。

   研究团队首先面临的就是相机供电问题。即便是肠道检查中常见的药丸相机，电池重量也超过了1g，而且只能供电不到半小时。于是研究团队另辟蹊径，决定先从超低功耗的图像传感器开始节流。他们找到了一款2.3mm宽重量仅有6.7mg的软排线成像芯片搭配20mg的镜头，配合一款3mmm宽，6.8mg重的蓝牙5.0芯片，以及一根5mm的天线，从而实现了数据的无线传输。

   ▲这款小型视觉系统重量＜248mg，并且可以5fps的帧速将黑白画面传输至120m开外的观察员手机中。并且得益于超低的功耗，整套系统可以在10mA的电池供电下，连续工作超过6小时。

   该视觉系统另一大特色，是可以模仿昆虫头部转向的可操纵机构，重35mg。整个机构使用一个超小型的压电悬臂驱动器，和一个微制造的杠杆臂来操纵相机可视角度。得益于这种可以转向的设计，整体成像系统可以提供更高的分辨率，并且实现了相当于广角镜头一样的视野覆盖范围。

   ▲与通常的机器人相比，这款拥有可操纵转向机构的机器人将目标跟踪和广角成像的能耗降低了84倍！

   虽然目前这款相机还无法输出高质量的清晰画面，但是甲虫摄像师也有它独特的好处：它能够在崎岖的地面爬行，并钻进岩石缝隙和狭窄管道中探索内部景象。现阶段还无法操纵活体昆虫的行走的方向，研究团队于是就设计

了一款配得上这套视觉系统的，有史以来最小的具有自主行动力的地面小型昆虫机器人，从而实现对昆虫载体的完全控制。这款昆虫机器人体型仅有1.6×2cm，移动速度约为3.5cm/s，在现有供能条件下可以连续运行63~240分钟。

   ▲虽然这款“昆虫”看上去一点也不像昆虫。通过底部的四个针脚，以及纽扣电池的持续供电，可以实现在平整桌面上的振动移动。

   研究人员已经在考虑将这套无线视觉系统安装在会飞的昆虫了，然而这可比安装在甲虫身上难多了，体型最大的大黄蜂目前也仅能负重100~200mg。同时如何供电也是个难题，研究人员正在考虑将电池更换为太阳能电池，以降低供电系统重量，同时重新设计一款更加轻薄传感器和镜头来降低相机和无线发射系统重量。没准儿将来拍死飞虫之前，还真得好好看看上面有没有相机……

无须定制即可拥有的微型相机

   虽然西雅图华盛顿大学机器人研究团队的定制化相机用不到，但是来自德国Ximea的微小相机却可以敞开供应！

   ▲Ximea xiMu系列相机可提供带外壳的15×15×8mm重量仅为5g的超小型相机，功耗低于1w，发热量极低，且使用扁平柔性电缆通信和数据传输，非常适合各种嵌入式视觉系统。

   xiMu可提供2592×1944分辨率的5百万像素黑白或彩色图像，使用USB2.0接口，满分辨率下最高帧速可达5fps。还可提供板级相机版本，尺寸仅有13×13×3mm，重量仅有1.5g。

   ▲xiMu还有1800万像素版本提供，含S-Mount镜头接口的尺寸仅有15×15×13mm，重量仅有5g，可使用软排线缆，也可以使用Type-C接口进行通信。

   超小型的低功耗相机，未来将会广泛的应用在各种3D扫描，机械臂，材料和生命科学显微镜，眼科和视网膜成像，医学成像，平板检查，牙科，信息亭，安全，生物识别，无人机，摄影测量，测量，眼动追踪应用上，全面突破安装空间、低能耗、视觉性能屏障带来的壁垒！