受蜣螂夜间活动启发的AI传感器实现微光下导航
2024-08-24 16:54:57 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
这种方位传感器可以作为稳定卫星的备用方案，帮助无人机和机器人在微光环境下导航，即使在运动和振动造成大量模糊成像的情况下也能工作。
据麦姆斯咨询介绍，一种1.3亿年前进化而来的昆虫为一项新的研究提供了灵感来源，这项研究旨在改进无人机、机器人和轨道卫星的导航系统。
蜣螂在夜间利用银河系进行导航，南澳大利亚大学研究人员利用同样的技术开发了一种人工智能（AI）传感器，用于在微光下导航。
蜣螂是第一个已知的在夜间利用银河系导航的物种，它以星宿为参照物，将粪球滚离竞争对手。
早在2013年，瑞典研究人员就有了这一发现，十年后，南澳大利亚大学的研究人员以蜣螂使用的相同技术为模型，开发了一种人工智能（AI）传感器，可以在弱光下精确测量银河系的方位。
南澳大利亚大学遥感工程师Javaan Chahl教授和他的博士生团队，利用计算机视觉技术证明，与单个恒星不同，构成银河系的大光带不会受到运动模糊的影响。
Chahl介绍说：“蜣螂夜间在田野里滚粪球时，头部和身体会大幅度运动，需要夜空中的固定方位点来帮助它们直线前进。它们的复眼很小，很难分辨单个恒星，尤其是在运动时，但是银河系却清晰可见。”
在一系列实验中，南澳大利亚大学研究人员使用安装在车顶的摄像头，捕捉了车辆静止和移动时的银河系图像。利用这些图像中的信息，他们开发出了一种计算机视觉系统，可以可靠地测量银河系的方位，为构建导航系统迈出了第一步。
这项研究成果已经以“Computer Vision Techniques Demonstrate Robust Orientation Measurement of the Milky Way Despite Image Motion”为题发表于Biomimetics。
该论文第一作者、南澳大利亚大学博士Yiting Tao说：“这种方位传感器可以作为稳定卫星的备用方案，帮助无人机和机器人在微光环境下导航，即使在运动和振动造成大量模糊成像的情况下也能工作。”
Tao说：“下一步，我们将把算法嵌入无人机，让它在夜间控制飞机飞行。”
在白天，太阳帮助许多昆虫实现导航，包括黄蜂、蜻蜓、蜜蜂和沙漠蚂蚁等。在夜间，月亮也为夜行昆虫提供了一个参照点，但它并不总是可见的，因此蜣螂和一些飞蛾利用银河系来辨别方向。
Chahl解释说，在导航系统方面，昆虫的视觉系统一直在为研究人员提供灵感，数百万年来，昆虫一直在解决导航问题，包括那些连最先进的机器都难以解决的问题。而且它们在那么小的身体里就做到了。与人类大脑数十亿个神经元相比，它们的大脑只有数万个神经元，但它们仍然能够从自然世界中找到解决方案。
论文链接：https://doi.org/10.3390/biomimetics9070375
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