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蚂蚁视觉系统助力微型机器人自主导航,快照,昆虫,研究人员
2024-07-23 00:20:05
蚂蚁视觉系统助力微型机器人自主导航,快照,昆虫,研究人员

新华社北京7月20日(ri)电 蚂蚁(yi)等一些昆虫有很强的“识途”能力,即使远行也能顺利找到“回家”的路。荷兰代尔夫特理(li)工大学的研究人员日(ri)前在美国《科(ke)学·机器人学》杂志上发(fa)表论文说(shuo),他(ta)们(men)从蚂蚁(yi)等昆虫的视觉导航能力获得启发(fa),创建出一种适用于微型、轻型机器人的仿昆虫自主导航策略。

重量从几十克(ke)到几百克(ke)不等的微型机器人有巨大的应用潜力。小巧(qiao)的体型使它们(men)能在狭窄区(qu)域灵活移动,并可(ke)以(yi)实现大规模(mo)部署,例如可(ke)用于在温室(shi)中检测早期(qi)病虫害等。

然而,对于微型机器人来说(shuo),自主导航是(shi)个难题。自动驾驶汽车等较大型人工智能设备所搭(da)载的传(chuan)感器、处理(li)器等相对较重且耗电量大,微型机器人无法携带;全球(qiu)定(ding)位系统(GPS)在室(shi)内难以(yi)使用,处于有遮挡的城(cheng)市环境(jing)中可(ke)能导致定(ding)位不准。

研究人员想到了从一些同样体型微小却具有“识途”能力的昆虫那里寻求灵感。此前研究已知,蚂蚁(yi)等昆虫能把对自身移动的“里程测量”与基于“快照”的视觉引导行为结(jie)合(he)起来为自己(ji)导航。在行进中,蚂蚁(yi)会利用其视觉系统不时为周边环境(jing)拍“快照”,作为重新找到这(zhe)些位置(zhi)的依据。当到达“快照”位置(zhi)附近(jin),它们(men)会将当前视觉感知与“快照”比较,并移动到两者之间差异最小化的地(di)方,这(zhe)使得它们(men)能自己(ji)导航返(fan)回此前拍“快照”的位置(zhi)。

基于这(zhe)一原理(li),研究人员研发(fa)出采用“快照”导航模(mo)式的微型机器人——重量仅56克(ke)、名为“CrazyFlie”的小型无人机。它配有全向摄像(xiang)头,能结(jie)合(he)“里程测量”找到自己(ji)留下(xia)“快照”的各个位置(zhi),可(ke)实现长达100米距离的自主返(fan)航。其所有视觉处理(li)都(dou)集中在一个被称为“微控制器”的微型计算机上完成(cheng),这(zhe)种计算机常见于许多便宜的电子设备中。

研究人员表示,受昆虫启发(fa)的自主导航策略有助于推动微型机器人在真(zhen)实场景的广(guang)泛应用,比如可(ke)用于仓库库存(cun)跟踪监(jian)控或温室(shi)作物监(jian)测等,小型无人机则能自主飞出去收(shou)集数据并返(fan)回基站。(完)

发(fa)布于:北京市
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