Насекомые вдохновили исследователей на создание детектора столкновений для автомобилей. Гораздо менее энергоемкое решение, чем существующие технологии.
Саранча — отличный водитель: она летает миллионными стаями и редко сталкивается друг с другом. И это несмотря на простое нейронное функционирование. Если перевести это под призму робототехники: мало энергии на мало аварий. Почему бы не вдохновиться насекомыми для систем предотвращения столкновений наших будущих автомобилей?
Эта любопытная идея принадлежит исследователям факультета инженерии и механики Пенсильванского университета. Они создали новый детектор столкновений для автомобилей, вдохновленный реакцией саранчи при приближении к препятствию.
« Насекомые, как и люди, объединяют несколько визуальных данных [например, скорость, изменение размера или формы] , чтобы узнать об опасности приближающегося препятствия» , — объясняет Жюльен Серрес, исследователь в области робототехники на основе биотехнологий из Университета Экс-Марселя. Эта информация позволяет им оценить время до потенциального столкновения, называемое временем до удара, и вызвать реакцию бегства « даже без необходимости мысленно представлять ситуацию », — говорит он.
Цель: имитировать работу антиколлизионного нейрона.
У саранчи эта реакция предотвращения столкновений происходит на уровне нейрона.
« Этот нейрон полностью предназначен для обнаружения столкновений. Имея только один из этих нейронов в каждом глазу, саранча обнаруживает препятствия и хищников, потребляя небольшое количество энергии », — сказал исследователь из Пенсильванского университета Томас Шрангхамер, соавтор исследования.
По мере приближения объекта, прежде чем насекомое избежит его, возникает всплеск нейронного возбуждения нейрона LGMD . Поэтому идея исследователей из Университета Пенсильвании состоит в том, чтобы имитировать этот пик возбуждения в электронной схеме, чтобы оценить время до удара.
« Тормозные и возбуждающие реакции возникают при предъявлении зрительного стимула (например, приближающегося объекта). Эти реакции объединяются и приводят к реакции побега, которая зависит от скорости объекта и его расстояния », — объясняет Томас Шрангхамер. Чтобы вызвать это трио ответов, исследователи добавили к своему устройству датчики для оптического обнаружения любого препятствия.
Сегодня датчики предотвращения столкновений, используемые в наших автомобилях, основаны на импульсах света или радиоволнах, которые измеряют время отражения. Поэтому им требуются работающие алгоритмы для извлечения характеристик изображений, которые потребляют много энергии.
Для сравнения, по оценкам Томаса Шрангхамера, потребление их устройства в миллиард раз ниже, чем у нынешних технологий.
Цель состоит в том, чтобы в долгосрочной перспективе интегрировать этот детектор в систему предотвращения столкновений ваших автомобилей. « Это можно использовать, например, в системе упреждающего торможения . Поскольку мы знаем инерцию автомобиля, мы можем вызвать последовательную реакцию торможения », — говорит Жюльен Серрес. « Их внедрение будет зависеть от потребностей и может улучшить существующие технологии » — прогнозирует Томас Шрангхамер. Но вопрос стоимости такого рода технологий ещё не оценен.
« Все эти маленькие зверюшки учат нас тому, что для точного перемещения в пространстве не нужны мегапиксельные камеры или геотеги. У мух, например, очень размытое зрение — в 100 раз хуже, чем у человека, — и поэтому их реакция избегания поздняя, но быстрая, потому что они приспособлены к их размеру», — говорит Жюльен Серрес .
Как говорится время покажет.
Источник: европейские сайты.