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什么是世界上最小的摄像头

世界上最小的摄像头，直径仅有0.6毫米。

最小的隐形摄像头直径只有0.6毫米，相当于牙签的三分之一，它可使用照明芯片拍出40000像素的彩色图像，并以30英尺/秒的速度捕捉图像。不过，这小东西是专门为医疗用途而设计的，将其安装在手术工具中，可以让医生在手术中看到更准确的内部影像，更清晰的观察体内微小病变。

此外，摄像机的低功耗意味着产生的热量更少，可用于长时间的手术。目前这款沙子般大小的微型摄像头已经进入吉尼斯世界纪录行列。发明人表示：我们的方法对印刷光学微型器械灵活的铺平了前所未有的道路。

工作原理

摄像头又称为电脑相机、电脑眼、电子眼等，是一种视频输入设备，被广泛的运用于视频会议、远程医疗及实时监控等方面。普通的人也可以彼此通过摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通。另外，人们还可以将其用于当前各种流行的数码影像、影音处理等。

景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。

最小的无线摄像头

最小无线可操控摄像机问世：可装在甲虫头部，向手机实时传输视频。

华盛顿大学的工程师们设计了一种小巧、高效的机器人视觉系统，该系统总重量只有250mg，相当于一张卡片重量的1/10。

研究人员将其固定在活甲虫的身上，并能够以1-5帧/秒的速度向智能手机实时传输视频。

这项研究成果发表在最新一期的Science Robotics上。

副教授Shyam Gollakota带领他的团队，在微软奖学金和美国自然科学基金会的资助下，设计了一款小到可以安装在甲虫背部的视觉系统，该系统可以通过蓝牙装置实时传输甲虫第一视角画面，通信范围比足球场略大，为120米。

长久以来，复杂的视觉系统必然伴随大尺寸、高能耗，也就是说，只有大型机器人才配拥有视觉系统。而微型机器人，要么无法安装视觉装置（尺寸过大），要么必须带一根长长的线——用来通信和供电，否则续航能力堪忧。

因此，如何给微型机器人设计一款低能耗、高续航、无线的视觉系统，成为机器人领域工程师们的重大挑战。

为了解决这个难题，Gollakota和他的团队抛开工程领域，到生物学领域寻求答案。通过对一系列生物视觉系统的研究，工程师们发现了有意思的现象。

从低级物种到高级物种，生物体为视觉系统供给的能量是不一样的。比如浮游生物，虽然低级，但通过长期的进化，它们真正做到了视觉系统的“高性价比”，这恰恰是研究人员想在机器人身上实现的。

“高性价比”有两个特征：能省就省，够用就好。

华盛顿大学的工程师们发现，人类作为最高等的生物，我们的眼睛和视觉皮质占人体总重量的0.6%，而昆虫类，比如苍蝇，该比例却高达2.5%-13%。

质量占比越高，意味着能耗越大。

拿苍蝇种族中的绿头苍蝇为例，且不说整个视觉系统，单单一个视网膜，就消耗了其代谢能量的8%。

如此高的能耗，是自然界所无法接受的。因此在漫长的进化中，昆虫“学会”了一整套节约能耗的办法。

第一招，只在视网膜的一小片区域发展视觉功能。这有点“集中优势兵力打击敌人”的意味，既然视网膜耗能太高，昆虫就缩小视网膜的视觉能力范围。

第二招，多转头，少动身体。如果昆虫想要获得其他方位的画面信息，不需要移动身体，它们的头部可以独立于身体转动。转动头部显然比移动身体更节约能量。更有甚者，头也不转，可以转眼睛。

用工程师的话来说，这一招实现了“高效能收集视觉信息”。

了解到这些关键点，Gollakota团队尝试将其应用在机器人视觉系统的设计中。

他们的规划是，首先把设计的装置固定在活体甲虫背面，以测试其效果，然后用甲虫大小的机器人替换甲虫，最终实现带有视觉系统的微型机器人设计。

Gollakota等人设计的这一套机器视觉系统，可以说是昆虫视觉系统的人工版本。

在分辨率上，该系统采用的图像传感器精度和昆虫相当，较低的分辨率意味着更轻、更节约电量。最终的设计也体现了这一点，整套视觉系统总重250mg，相当于一张卡片的1/10重量。

此外，工程人员把摄像头安装在了一个可以旋转的机械装置上，该机械装置通过机载驱动器控制，可以转动60度，并且能够左右平移。此举模拟了昆虫的头部功能，即在不移动身体的情况下获得更大的视觉范围。而平移功能允许摄像头捕捉运动物体，甚至能够拍摄全景照片。

最后，工程人员创造性地在视觉系统中添加一个特殊装置——加速计，加速计可以检测甲虫是否处在运动状态。只有当甲虫处在运动状态时，才触发视觉系统的拍摄功能。

用参与项目的该校博士生Vikram Iyer的话说，“如果摄像头一直工作，那整个视觉系统只能续航1-2小时。安装加速计之后，续航提高到6小时”。

加入这一系列仿生设计，机器视觉系统的能耗比传统方式低24-86倍。

最终的实验结果令人满意。由于整个装置足够轻便，甲虫甚至可以背着“设备”爬树。而通过智能手机操纵可旋转的摄像头，实现了全景拍摄。

机器视觉系统在甲虫身上获得了成功，团队进而设计了一款甲虫大小的微型机器人，搭载该视觉系统，取得了同样好的实验结果。

Gollakota认为，通过大幅度降低传统视觉系统的尺寸、功率与重量，将摄像头的使用拓展到了以前不可能的新领域。

“视觉对沟通和导航都非常重要。当昆虫四处移动时，捕捉和传输实时数据对农业产业、工业物联网的发展非常有益，”Gollakota说。

同时，该团队准备公开该项目的代码，和所有研究人员共享。

在未来，他们计划在“低能耗”上更进一步——彻底摆脱电池的限制，此举可以通过利用太阳能实现。