不GPS跟地图靠什么导航? “机器蚂蚁”利用阳光

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  研究人员说,在城市环境中,利用GPS定位的自动驾驶技能可能因磁场搅扰而产生误差,“机器蚂蚁”利用的定位技术是GPS的有力补充。“咱们正同一家汽车制造商配合,将咱们的‘地舆罗盘’装到无人驾驶车辆上。”维奥莱说,未来还需探索如何在夜间及更长距离下运用这种技巧。 综合新华社、科技日报等

  导航原理

  法国艾克斯-马赛大学和国家迷信研究中心等机构研究人员在新一期美国《科学・机器人学》杂志上报告说,“机器蚂蚁”分量只有2.3千克,直径为45厘米,六足,每条腿有3个自在度,完全由3D打印,可以达到约90厘米/秒的最大行走速度。它可以走“之字形”漫步14米后,以趋近直线的方法返回出发点,最终误差仅约1厘米。

  研讨人员发现,沙漠蚂蚁导航才能超级富强,它们能够在强敌环伺的环境中觅食数百米,而后直线返回巢穴。受此启发,研究职员开发出装有“光学罗盘”跟“光挪动传感器”的“机器蚂蚁”。

  机器蚂蚁

  模仿沙漠蚂蚁,应用“天体指南针”定位

  距离跟航向,是研究人员在沙漠蚂蚁身上学到的两个基本信息,也是“机器蚂蚁”的两大基础。“机器蚂蚁”上安装的“光学罗盘”可通过两个光电二极管将太阳发出的紫外偏振光转化为电信号;“光移动传感器”可通过步数、机器与地面相对速度等确定移动间隔。将移动方向和距离合并盘算后,“机器蚂蚁”就能断定当前绝对起点的位置。

  因为紫外线可以穿透云层,在阴森或多云的景象下,“机器蚂蚁”均可以正确定位。

  领有六只脚的“机器蚂蚁”活念头动性高,可在轮式机器人和无人机无奈工作的复杂环境中功课,如灾区、崎岖的地形、外星土壤等。

  多数昆虫依靠分泌信息素导航,然而撒哈拉沙漠的高温可能刹那将这种外激素烤干,生活在这里的箭蚁因而进化出一种特殊导航才干:应用特定波段阳光的偏振光来判断方向,同时记录步数,而后合并打算出回巢的准确途径。

  可在波折地形作业,对无人驾驶技术供应弥补

  加入新研究的法国生物机器人专家斯特凡・维奥莱阐明说,只管人眼看不到太阳的偏振光,但可以假想一下,根据太阳地位的不同,天空中有特定方向的线条,它们像画在天空中的地图,箭蚁就是利用这些线条确定方向。其次,通过计算其步数和光流来肯定前进的距离。

  研究进展

  实际利用

  散步14米后“直线”返回起点,误差只有1厘米

  从生涯在撒哈拉沙漠的箭蚁获得启示,法国科研人员开发出一款可以认路的“机器蚂蚁”,仅利用阳光就能找到归路。这是首款无需寰球定位系统(GPS)就可以自由摸索四处环境并自动返回的行走机器人。这为研究新的、可应用于主动驾驶车辆和机器人等设备的导航方式供给了思路。