工程师开发基于蜣螂导航的人工智能传感器

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一种 1.3 亿年前进化的昆虫物种启发了一项新研究，旨在改进无人机、机器人和轨道卫星的导航系统。
蜣螂是已知的第一个在夜间利用银河系导航的物种，它以星座为参考点，将粪球沿直线滚动，远离竞争对手。
瑞典研究人员于 2013 年发现了这一现象，十年后，澳大利亚工程师模拟了蜣螂所使用的相同技术，开发出了一种人工智能传感器，可以在弱光条件下准确测量银河系的方向。
南澳大利亚大学遥感工程师 Javaan Chahl 教授和他的博士生团队利用计算机视觉证明，与单个恒星不同，形成银河系的大型光带不会受到运动模糊的影响。
“夜间活动的蜣螂在田野里滚动粪球时，头部和身体会剧烈摆动，它们需要在夜空中找到一个固定的方位点，帮助它们沿直线行进，”查尔说。“它们的复眼很小，很难分辨单个星星，尤其是在运动时，而银河系却清晰可见。”
南澳大利亚大学的研究人员利用安装在车顶的摄像头进行了一系列实验，在车辆静止和移动时拍摄了银河系的图像。利用这些图像中的信息，他们开发了一种计算机视觉系统，可以可靠地测量银河系的方向，这是构建导航系统的第一步。
他们的研究成果发表在《仿生学》杂志上。
本文主要作者、南澳大学博士生陶逸婷表示，方向传感器可以作为稳定卫星的备用方法，帮助无人机和机器人在弱光环境下导航，即使在因运动和振动而造成大量模糊的情况下也是如此。
“下一步，我想把这个算法放到无人机上，让它在夜间控制飞机的飞行，”陶哲轩说。
太阳帮助许多昆虫在白天导航，包括黄蜂、蜻蜓、蜜蜂和沙漠蚂蚁。在夜晚，月亮也为夜行昆虫提供了参考点，但它并不总是可见的，这就是为什么蜣螂和一些飞蛾使用银河系来定位。
Chahl 表示，昆虫的视觉长期以来一直启发着导航系统的工程师。Chahl 解释道：“数百万年来，昆虫一直在解决导航问题，包括那些连最先进的机器都难以解决的问题。而且它们在一个很小的装置中就做到了。它们的大脑由数万个神经元组成，而人类的大脑由数十亿个神经元组成，但它们仍然设法从自然界中找到解决方案。”
更多信息： Tao 等人，计算机视觉技术证明了尽管图像运动，银河系的方向测量仍然稳健，Biomimetics (2024)。DOI ：10.3390/biomimetics9070375。
期刊信息： 仿生学