蝗災帶來的研究靈感:低功率的碰撞探測器幫助機器人避免碰撞
無人駕駛汽車探測器
根據(jù)研究人員在論文中的解釋,蝗蟲以每小時 2 至 3 英里的速度移動,并為了防止與其余飛行的蝗蟲碰撞又在數(shù)百毫秒內(nèi)改變飛行方向。而決定這樣的移動需要使用非線性數(shù)學和極小的能量消耗。
蝗蟲的這種快速反應和適度的能量消耗是對于機械碰撞探測器有極大的吸引力,雖然目前用于無人駕駛汽車的探測器非常廣泛,但研究人員這次研制的碰撞探測器能夠在兩秒鐘內(nèi)做出反應。
此外,根據(jù)研究人員的說法,這種基于硫化鉬的傳感器并不是萬能的探測器,而是針對特定任務的一種探測器,但因為它的體積太小,能耗也很少,所以大體上是可以接受的。
一個車輛碰撞檢測器模仿蝗蟲的回避神經(jīng)元,使它們能成群飛行。
研究團隊基于蝗蟲大腦開發(fā)設計計算機神經(jīng)網(wǎng)絡程序,可以設定程序使一個移動機器人探測即將接近的物體,并避免與它們發(fā)生碰撞。
簡單地說,該探測器的主要原理是:光電探測器會引起設備電流增加以響應迎面是否有物體移動,這被稱為興奮信號,而底層可編程存儲器堆棧又總是引起設備電流減少,即為抑制信號。當一個物體靠近時,興奮信號被添加到抑制性的刺激(即抑制信號)中,引起設備電流的非單調(diào)性變化,從而模擬蝗蟲 LGMD 神經(jīng)元的逃逸反應。
Das 表示:“蝗蟲只能避免與其他蝗蟲的碰撞,而我們的設備可以探測不同速度物體的潛在碰撞。”
目前,研究人員只對直接碰撞路徑上的物體進行了測試。他們?nèi)匀恍枰獌?yōu)化防碰撞設備對其他突發(fā)情況的響應。賓夕法尼亞州立大學工程科學與力學專業(yè)的研究生 Aaryan Oberoi 說:“我們不能對每種情況進行所有的測量。因此我們開發(fā)了一個用于以上檢測的數(shù)值模型。該模型同時還可以測試在同一芯片上的多個設備是否能更好地工作。到目前為止,這樣的單個設備在機器人、無人機甚至無人駕駛汽車領域已經(jīng)足夠了。然而,多像素碰撞檢測器陣列可以在 3D 空間提供碰撞避免。”
同時,美國空軍科學研究辦公室、美國陸軍研究辦公室和國家科學基金會也支持了這項研究。據(jù)了解,研究人員也已經(jīng)申請了這項技術的美國臨時專利。

請輸入評論內(nèi)容...
請輸入評論/評論長度6~500個字
最新活動更多
-
7月22-29日立即報名>> 【線下論壇】第三屆安富利汽車生態(tài)圈峰會
-
7.30-8.1火熱報名中>> 全數(shù)會2025(第六屆)機器人及智能工廠展
-
7月31日免費預約>> OFweek 2025具身智能機器人產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新應用論壇
-
免費參會立即報名>> 7月30日- 8月1日 2025全數(shù)會工業(yè)芯片與傳感儀表展
-
即日-2025.8.1立即下載>> 《2024智能制造產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展藍皮書》
-
8月5日立即報名>> 【在線會議】CAE優(yōu)化設計:醫(yī)療器械設計的應用案例與方案解析
推薦專題