一種1.3億年前進化的昆蟲物種啟發(fā)了一項新研究,旨在改進無人機、機器人和軌道衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)。

蜣螂是已知的第一個在夜間利用銀河系導(dǎo)航的物種,它以星座為參考點,將糞球沿直線滾動,遠離競爭對手。
瑞典研究人員于2013年發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象,十年后,澳大利亞工程師模擬了蜣螂所使用的相同技術(shù),開發(fā)出了一種人工智能傳感器,可以在弱光條件下準(zhǔn)確測量銀河系的方向。
南澳大利亞大學(xué)遙感工程師Javaan Chahl教授和他的博士生團隊利用計算機視覺證明,與單個恒星不同,形成銀河系的大型光帶不會受到運動模糊的影響。
“夜間活動的蜣螂在田野里滾動糞球時,頭部和身體會劇烈擺動,它們需要在夜空中找到一個固定的方位點,幫助它們沿直線行進,”Chahl教授說?!八鼈兊膹?fù)眼很小,很難分辨單個星星,尤其是在運動時,而銀河系卻清晰可見?!?/p>
南澳大利亞大學(xué)的研究人員利用安裝在車頂?shù)臄z像頭進行了一系列實驗,在車輛靜止和移動時拍攝了銀河系的圖像。利用這些圖像中的信息,他們開發(fā)了一種計算機視覺系統(tǒng),可以可靠地測量銀河系的方向,這是構(gòu)建導(dǎo)航系統(tǒng)的第一步。
他們的研究成果發(fā)表在《仿生學(xué)》雜志上。
主要作者、南澳大學(xué)博士生陶逸婷(音)表示,方向傳感器可以作為穩(wěn)定衛(wèi)星的備用方法,幫助無人機和機器人在弱光條件下導(dǎo)航,即使在因運動和振動而造成大量模糊的情況下也是如此。
“下一步,我想將算法放到無人機上,讓它在夜間控制飛機的飛行。”陶說。
太陽幫助許多昆蟲在白天導(dǎo)航,包括黃蜂、蜻蜓、蜜蜂和沙漠螞蟻。在夜晚,月亮也為夜行昆蟲提供了參考點,但它并不總是可見的,這就是為什么蜣螂和一些飛蛾使用銀河系來定位。
Chahl教授表示,昆蟲的視覺長期以來一直為導(dǎo)航系統(tǒng)的工程師們提供著啟發(fā)。
“數(shù)百萬年來,昆蟲一直在解決導(dǎo)航問題,包括那些連最先進的機器都難以解決的問題。而且它們在很小的范圍內(nèi)就做到了。它們的大腦由數(shù)萬個神經(jīng)元組成,而人類的大腦則有數(shù)十億個神經(jīng)元,但它們?nèi)匀辉O(shè)法從自然界中找到解決方案?!?/p>