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設(shè)備與工具記憶電阻是一種全新的存儲(chǔ)器，利用整合后的高密度硬盤驅(qū)動(dòng)迅速存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，而且在斷電時(shí)還不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，可以模擬大腦的神經(jīng)元觸突。美國空軍研發(fā)的低成本仿效生物神經(jīng)系統(tǒng)，目前正在致力于解決無人機(jī)存在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)問題，為具備更強(qiáng)自主性、傳感和導(dǎo)航技能的新一代無人機(jī)開辟道路。
位于加州托蘭斯市的物理光學(xué)公司（POC）根據(jù)美國空軍的合同，正在開發(fā)“發(fā)現(xiàn)并回避昆蟲眼/神經(jīng)形態(tài)”（SAVIEN）傳感器系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合了生物科技的兩個(gè)元素：昆蟲具有復(fù)眼，與人眼相比，其分辨率低，但是視野廣闊。復(fù)眼非常適于探測“光流”，即物體在視野中的運(yùn)動(dòng)。蒼蠅、蜻蜓和蜜蜂可以穿過障礙物叢生的空間，以閃電般的速度對(duì)潛在威脅產(chǎn)生反應(yīng)，其能力是現(xiàn)有計(jì)算機(jī)難以匹敵的。生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算方面表現(xiàn)很差，但是對(duì)于復(fù)雜感覺的輸入?yún)s表現(xiàn)得很優(yōu)秀，并且僅僅需要使用很少的能量。生物系統(tǒng)的優(yōu)良性能激起人們進(jìn)行模擬自然架構(gòu)的人工大腦的研究，即神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)。
此前，很多開發(fā)者將光流作為傳感技術(shù)應(yīng)用到無人系統(tǒng)中，但是SAVIEN系統(tǒng)在處理使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出方面采用了非常規(guī)手段，其神經(jīng)形態(tài)學(xué)“大腦”是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化模擬，其足夠強(qiáng)大可以對(duì)以高速過來的物體進(jìn)行探測并作出反應(yīng)，確保了尺寸、重量和功率需求足夠小，可以應(yīng)用在小型無人航空系統(tǒng)上。
同時(shí)，位于加州馬利布市的HRL實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行神經(jīng)形態(tài)學(xué)系統(tǒng)的研究，以改進(jìn)用于情報(bào)搜集平臺(tái)的小型無人機(jī)。景象的神經(jīng)形態(tài)理解系統(tǒng)（NEOVUS）從一個(gè)5兆像素的攝像頭以每秒30幀的速率獲取輸入，分兩個(gè)步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。第一步是從景象中提取感興趣的物體，第二步是將其傳到送到處理器進(jìn)行分類和識(shí)別。NEOVUS可以探測場景中移動(dòng)和靜止的人類和車輛，運(yùn)用在無人機(jī)領(lǐng)域，操縱員可以不用查看所有時(shí)刻的圖像，而在當(dāng)目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)聽到警報(bào)后再去查看，這就減少所需的帶寬。NEOVUS所需功率少于常規(guī)計(jì)算機(jī)視覺算法的千分之一，因而相應(yīng)地其處理系統(tǒng)非常小。HRL已經(jīng)在航空環(huán)境公司的RQ-11無人機(jī)上進(jìn)行了神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)的試飛。
SAVIEN和NEOVUS系統(tǒng)都依靠在現(xiàn)有數(shù)字硬件上的生物神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，位于愛達(dá)荷州博伊西市的生物啟示技術(shù)公司正在采用一種更具挑戰(zhàn)性的方法，研制一種真正的生物形態(tài)學(xué)硬件，為美國空軍提供一種新型的記憶電阻組件。與大腦中的突觸一樣，記憶電阻響應(yīng)通過其中的脈沖，形成了學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該公司還將推出商用的生物核心記憶電阻實(shí)驗(yàn)者/演示板。
圖注：美軍最新公布指尖上的微型無人機(jī)，一種昆蟲大小的“大黃蜂無人機(jī)”，能夠?qū)嵤┯行?a href="http://www.hldxsj.cn/sell/search.php?keyword=%E4%BE%A6%E5%AF%9F" title="偵察" target="_blank">偵察監(jiān)控，還能飛入建筑物內(nèi)執(zhí)行任務(wù)
“記憶電阻”處理器芯片是一種神經(jīng)形態(tài)學(xué)硬件，相比于一般芯片中數(shù)百萬個(gè)半導(dǎo)體晶體管，可能只需要少量的元件。蒼蠅的復(fù)雜的飛行僅需要一百個(gè)左右的神經(jīng)元。安裝了生物形態(tài)學(xué)系統(tǒng)的微型無人機(jī)可以獨(dú)立應(yīng)對(duì)具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境，例如搜尋遭遇地震倒塌的大樓內(nèi)部，不再需要人工干預(yù)，因?yàn)槠渥赃m應(yīng)系統(tǒng)將會(huì)學(xué)習(xí)復(fù)雜的地形和路徑，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，微型無人機(jī)將會(huì)做得越來越好。在可預(yù)見的未來，無人機(jī)將不斷具備提高飛行技巧，未來生物形態(tài)學(xué)芯片將會(huì)更加強(qiáng)大，并且隨著飛行經(jīng)驗(yàn)的獲取會(huì)變得越來越好?？赡苡幸惶?，人類飛行員僅在有安全性風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)候才出現(xiàn)。
另外，納米制造技術(shù)與光子材料的發(fā)展將極大改變能源技術(shù)現(xiàn)狀。納米制造技術(shù)允許發(fā)展納米級(jí)的裝置，光子技術(shù)能夠控制光子，兩項(xiàng)技術(shù)的合并就能將光能收集起來并轉(zhuǎn)化為電能，運(yùn)用等離子體光子學(xué)和光子結(jié)晶納米電子學(xué)概念，光子研究已經(jīng)低于衍射極限，用于制造超致密光子集成電路。最近，尺寸在1～50納米的等離子體材料已經(jīng)應(yīng)用到光電轉(zhuǎn)化材料，光子器件最終將降低未來計(jì)算機(jī)的能耗。高效輻射天線和極低損耗的傳輸介質(zhì)將使通信裝備的能量需求進(jìn)一步減小。納米光子控制技術(shù)還能用于超致密光學(xué)功能器件、光子采集、網(wǎng)絡(luò)納米光伏器件、網(wǎng)絡(luò)微影圖案、無像差鏡頭等多個(gè)領(lǐng)域，影響美國空軍的作戰(zhàn)行動(dòng)和后勤保障。
據(jù)悉，達(dá)沃斯會(huì)場，一款能夠直上直下飛行，并能在空中靜止停留不動(dòng)的微型機(jī)器人吸引了記者的眼球，經(jīng)記者詢問，這款機(jī)器人來頭不小，還在近年內(nèi)在中國“著陸”上市。中國未來也將有昆蟲無人機(jī)，這不能不令人感到比較興奮與振奮、感動(dòng)與感謝，感謝軍工科技工作者。
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