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無(wú)需GPS，機(jī)器人也能回家

2019-02-18 08:51

據(jù)美國(guó)《每日科學(xué)》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，法國(guó)研究人員受沙漠螞蟻的啟發(fā)，研制出一款新型“螞蟻機(jī)器人”（AntBot），這是首款無(wú)需全球定位系統(tǒng)（GPS）就可以自由探索周圍環(huán)境并自動(dòng)返回的行走機(jī)器人。這項(xiàng)研究為自動(dòng)駕駛車輛和機(jī)器人技術(shù)導(dǎo)航開(kāi)辟了新途徑。

人眼對(duì)偏振光和紫外線輻射并不敏感，但螞蟻卻用此來(lái)給自己定位，箭蟻屬（Cataglyphis）沙漠螞蟻在這方面尤為突出，它們可以在沙漠陽(yáng)光的直射下行走幾百米尋找食物，然后直線返回巢穴，而不會(huì)迷路。

研究人員指出，沙漠螞蟻非凡的導(dǎo)航天賦依賴兩條信息：使用一種“天體指南針”借助太陽(yáng)的偏振光來(lái)測(cè)量航向，從而給自身定位；通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算行走的步數(shù)并結(jié)合它們相對(duì)于太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)率測(cè)量行走的距離。一旦距離和航向這兩個(gè)基本信息相組合，它們就可以順利班師回巢。

法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心（CNRS）和艾克斯－馬賽大學(xué)（AMU）的研究人員設(shè)計(jì)的全新的“螞蟻機(jī)器人”正是復(fù)制了沙漠螞蟻這種卓越的導(dǎo)航能力。該機(jī)器人配備了一個(gè)光學(xué)羅盤，用于通過(guò)偏振光確定其前進(jìn)的方向；并通過(guò)一個(gè)指向太陽(yáng)的光學(xué)運(yùn)動(dòng)傳感器來(lái)測(cè)量所行進(jìn)的距離。

在實(shí)驗(yàn)中，“螞蟻機(jī)器人”利用這些信息，就能像沙漠螞蟻一樣，探索周圍環(huán)境并在行進(jìn)了14米后自行回家，精確度達(dá)1厘米。該機(jī)器人重量?jī)H為2．3千克，有6只腳，使其可以在輪式機(jī)器人和無(wú)人機(jī)部署非常困難的復(fù)雜環(huán)境（如災(zāi)區(qū)、崎嶇的地形、探索外星土壤等）中移動(dòng)。

研究人員指出，“螞蟻機(jī)器人”也有助于科學(xué)家進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)沙漠螞蟻如何導(dǎo)航的理解。不過(guò)，在將該機(jī)器人用作航空機(jī)器人或用于汽車工業(yè)領(lǐng)域前，他們必須厘清在夜間或更長(zhǎng)距離如何操作該機(jī)器人。

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