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受沙漠螞蟻啟發,科學家開發出不需 GPS 便可導航回家的步行機器人



沙漠螞蟻啟發的AntBot步行機器人為自動駕駛技術開闢新的導航策略

沙漠螞蟻是非凡的孤獨航海家。最近,研究人員受到這些螞蟻的啟發,成功開發出了 AntBot。這是第一個可以隨機探索環境並自動回家的步行機器人,不需要 GPS 或測繪技術。這項工作為自動駕駛汽車和機器人技術的導航開闢了新的戰略。

AntBot 的設計靈感來自於沙漠螞蟻,由法國國家科學研究中心(CNRS)和艾克斯馬賽大學(AMU)團隊所研發。人眼對偏振光和紫外線輻射不敏感,但是對於名為 Cataglyphis 的沙漠螞蟻來說,這些光線可用來定位自己的位置,找到回家的路。




由於沙漠環境的炎熱使動物無法用費洛蒙標註,Cataglyphis 為了確保出外尋找食物後回程不會迷路,牠們會使用天空的偏振光透過簡單的計算步驟來測量航向,再運用眼睛對太陽運動速度的光學測量來確認距離。透過這種稱為路徑整合(path integration)的過程,將距離和航向兩個基本資訊結合,沒有費洛蒙的協助,Cataglyphis 外出尋找食物後也能順利返回巢穴。

為了讓 AntBot 有相同的能力,研究團隊配置了一個光學羅盤來透過偏振光確定航向,並透過指向太陽的光學運動感測器來測量涵蓋的距離。有了這些資訊,AntBot 能像沙漠螞蟻一樣探索環境並返回基地,在 14 公尺的涵蓋距離中精確到 1 公分。

AntBot 的重量只有 2.3 公斤,有 6 英尺高的移動性,可在複雜環境移動,AntBot的研發顯示了對自主導航的新方法,可以從自然中學習。除了沙漠螞蟻,其他動物也擁有類似的自我定位技能,例如鳥類使用地標和天空中的星星來導航,獅子使用聲音和氣味來標記領地。

這些自然定位方法的應用可以擴展到機器人和自動駕駛汽車,讓它們在沒有先前測繪的區域中導航。這種技術的開發可能對於偏遠或極端環境的探索和開發具有重要意義,例如在探索外星球或深海中使用。同時,對於日益增多的自動化交通,這種自主導航技術也可能有助於提高安全性和效率。


The first walking robot that moves without GPS
(首圖來源:CNRS/Julien Dupeyroux)






作者 Nana Ho | 發布日期 2019 年 02 月 15 日 15:15 | 分類 尖端科技 , 機器人

文章來源:https://technews.tw/2019/02/15/antbot-can-navigates-like-an-ant

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