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通过学习蜜蜂的飞行行为,提高下一代无人机的飞行性能

关键词 无人机|2020-11-27 09:29:14|制造技术|来源 中国机器人网
摘要   蜜蜂在灌木丛中飞行觅食时,需要制定有效的策略来避免可能对其翅膀和身体造成伤害的碰撞。通过感知障碍物之间的空隙与自身翼展和体型的关系,蜜蜂表现出非凡的能力,即使在狭小的空间内也能...

  蜜蜂在灌木丛中飞行觅食时,需要制定有效的策略来避免可能对其翅膀和身体造成伤害的碰撞。通过感知障碍物之间的空隙与自身翼展和体型的关系,蜜蜂表现出非凡的能力,即使在狭小的空间内也能安全飞过。由新南威尔士大学(UNSW)堪培拉分校的研究人员领导的一项国际研究发现了蜜蜂自我意识灵巧飞行的秘密,可用于下一代无人机和自动驾驶车辆。

  研究的主要作者Sridhar Ravi博士研究了蜜蜂是如何在一个带有一系列具有不同大小孔洞的闸门中导航的。蜜蜂能够成功飞过这些孔洞,得益于它们对自身大小的非凡感知和对障碍物空洞的详细感知。

  Ravi博士说,通过扫描光圈,蜜蜂能够通过控制速度和姿势巧妙地通过闸门,甚至在孔洞小于它们的翼展时还能侧身飞行。这种行为需要意识到它们的身体形状和尺寸相对于障碍物的形状和尺寸大小,这是第一次在飞行的无脊椎动物身上看到这样的证据。

  "以前的研究认为,复杂的过程,如对自我尺寸的感知,是由认知驱动的,只存在于大脑大的动物中。然而,我们的研究表明,小昆虫的大脑虽然小,也可以理解它们的身体大小,并在复杂环境中飞行时使用这些信息,"Ravi说。

  蜜蜂利用深度感知和空间意识扫描一个特征的过程,建立了一个全面的孔径地图,并可以改变自己的身体方向以适应通过缝隙,类似于人类通过调整肩膀来通过狭窄的门。"我们惊讶地看到,在某些情况下,蜜蜂调整了自己的侧向,以飞过它们无法正面通过的缝隙。这些昆虫的灵巧性确实让我们思考我们还能解开哪些秘密的蜜蜂行为。"Ravi博士说。

  该研究还为将蜜蜂的特性应用于机器人技术提供了灵感,其潜在应用于下一代无人机和自动驾驶车辆技术,以应对在现实世界条件下飞行的挑战。

  "昆虫是机器人的奇妙模型,因为它们拥有超乎寻常的小脑,却能执行过于复杂的任务。几千年来,大自然赋予昆虫一些惊人的属性。我们现在面临的挑战是,如何利用这一点,将类似的编码应用到未来的机器人系统中,增强它们在自然界中的性能。"Ravi博士说。

  论文标题为《Bumblebees perceive the spatial layout of their environment in relation to their body size and form to minimize inflight collisions》。

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