澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員們,再次證明了“自然要比人類(lèi)發(fā)明者更加聰明”。根據(jù)近十年來(lái)針對(duì)黃蜂(wasps)導(dǎo)航機(jī)制的研究,其發(fā)現(xiàn)有助于無(wú)人機(jī)和自動(dòng)駕駛機(jī)器人變得更加智能。該團(tuán)隊(duì)仔細(xì)研究了在地面筑巢的黃蜂的飛行行為,盡管該物種會(huì)飛出很長(zhǎng)遠(yuǎn)的距離,當(dāng)仍能在覓食后輕松找到回家的路。
昆蟲(chóng)雖小,但研究明白它們的行為卻并非易事。為了深入了解黃蜂的導(dǎo)航問(wèn)題,團(tuán)隊(duì)通過(guò)高速立體攝像頭監(jiān)測(cè)昆蟲(chóng)眼睛的運(yùn)動(dòng),打造出了如上所示的虛擬視角。
黃蜂導(dǎo)航研究幫助無(wú)人機(jī)更快找到回家路/圖 來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
這一3D模型允許他們追蹤和評(píng)估黃蜂飛行中接收到的信息,并判斷為何如此。有趣的是,黃蜂的行為明顯不同于其它昆蟲(chóng),但這主要?dú)w咎于它們的巢穴是在地面上(而不是更高的地方)。
以蜜蜂為例,它們會(huì)在每執(zhí)行一次熟悉蜂巢外環(huán)境的偵查飛行之后,才會(huì)真的飛出去覓食一次。相比之下,黃蜂只要每天“自學(xué)”一次就夠了。
這么做的好處是可以讓黃蜂適應(yīng)任何環(huán)境變化(有時(shí)甚至就在一夜之間)。每日飛出去的記憶會(huì)和持續(xù)的幾次進(jìn)行對(duì)比,左右校正可讓它們實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的著陸。
黃蜂會(huì)通過(guò)巢穴入口地面的新鮮記錄進(jìn)行判別,澳大利亞國(guó)立大學(xué)Jochen Zeil教授表示:“黃蜂的學(xué)習(xí)和歸巢訥訥管理,比人類(lèi)所知的還要更加高明,但這并不意味著我們不能借鑒昆蟲(chóng)的這種天分”。
例如,黃蜂并不需要通過(guò)記憶窄視野下的大量信息,因?yàn)樗鼈兊囊曈X(jué)“全景”且更加廣闊,但分辨率要低得多。自主無(wú)人機(jī)采用這種攝像頭機(jī)制,有助于顯著降低成本和處理問(wèn)題的難度。
在不丟失信息的情況下,機(jī)器人專(zhuān)家試圖替換昂貴的高分辨率攝像頭和減少能源消耗。這對(duì)視覺(jué)導(dǎo)航來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,我們的研究對(duì)其有幫助。
事實(shí)上,這并不是昆蟲(chóng)生物學(xué)在塑造未來(lái)機(jī)器人上的應(yīng)用。比如本月早些時(shí)候報(bào)道過(guò)的可在狹窄空間運(yùn)動(dòng)的蟑螂機(jī)器人,以及德國(guó)Festo公司去年展示過(guò)的可避免密集群飛時(shí)發(fā)生碰撞的機(jī)器蝴蝶。
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