昆虫启发了下一代微型无人机

| 2022年3月17日
一个黑色和黄色的机械机器人蜜蜂的3D插图
一个黑色和黄色的机械机器人蜜蜂的3D插图. 图片:在上面.

新南威尔士大学堪培拉分校的研究人员正在从大自然中汲取灵感,制造下一代无人机,可用于精确农业等多种领域, 搜救, 野生动物监测.

In 这是澳大利亚研究委员会资助的项目, 该研究团队由M8体育的Matt Garratt教授和Sridhar Ravi博士以及昆士兰大学的Mandyam Srinivasan教授组成,他们正在将昆虫使用的基于视觉的飞行控制策略应用到微型机器人系统中. 这将使它们能够在复杂的环境中自M8体育.

它遵循 新南威尔士大学堪培拉分校最近领导的一项研究 展示了昆虫是如何, 比如蜜蜂, 识别他们前进道路上的障碍,巧妙地避免碰撞.

尽管它们体型很小, 昆虫拥有快速评估环境和躲避潜在障碍的非凡能力. 机器人专家马特·加拉特教授解释说,这些对小型机器人来说都是很有价值的特征.

“当昆虫在狭窄的缝隙和杂乱的区域飞行时,它们似乎使用简单的轻量级方法来避开障碍,高拉特教授说.

“M8体育游戏这样判断是因为它们的大脑非常小,它们不像人类等大型动物那样有立体视觉.

“M8体育游戏认为,这些轻量级的方法可以运行在小型处理器和微型摄像头上,安装在微型飞行器等小型机器人上,以提供自M8体育能力.”

高拉特教授说,小型机器人有几个优点. 除了能够通过小空间, 它们的尺寸使它们的操作更安全,因为碰撞的影响大大减少.

它们使用的材料也更少,生产成本也更低.

“M8体育游戏有信心,以昆虫为灵感的概念将会成功,因为昆虫在自主飞行方面非常成功,显然不依赖于人造基础设施,如GPS,高拉特教授说.

他说,许多理论都与光流或图像运动有关,以及昆虫如何利用这些来判断障碍物.

“基本原理是,在昆虫的视野中,近处的物体会比远处的物体移动得更快,他说.

“一旦M8体育游戏对昆虫是如何做的有了一个假设, 然后M8体育游戏可以在机器人上进行测试,通过编写一个方程来捕捉假设, 或者使用神经网络之类的东西, 哪一个首先被训练在模拟中完成任务.”

机械昆虫的原型, 旁边是一美元硬币,表明身体比硬币小.
新南威尔士大学堪培拉分校的机械昆虫原型.

他们的目标是制造出能够在狭小空间中独自安全导航的机器人,只使用视觉感知,而不需要额外的基础设施,如GPS.

“传统的方法使用激光测距仪和雷达等传感器, 可能会很重, 价格昂贵,有时还很危险,因为它们会发出辐射,高拉特教授说.

实际应用是广泛而多样的. 能够在杂乱空间中导航的小型机器人可以应用于精确农业, 搜救, 包裹递送, 安全巡逻, 环境和野生动物监测, 和电影制作.

作为一项多学科研究, 该项目不仅旨在为机器人技术做出贡献, 但也提供了对生物科学的洞见,特别是动物行为.

“该项目将试图阐明在复杂世界中活动时支撑动物行为和决策框架的显著感官线索,拉维博士说.

斯里尼瓦桑教授说,这些发现对许多领域都有价值.

“ARC提供的资金汇集了一个多学科团队, 由工程师和生物学家组成, 创造一种协同作用,不仅能促进M8体育游戏对动物视觉和导航的理解, 同时也为生物飞行器的设计铺平了道路,他说.

 

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