IT之家 7 月 20 日消息,微型机器人、微型无人机等产品拥有大量潜在用途,例如在灾区搜救幸存者、在危险环境中进行侦察、为农作物授粉等,它们需要自主飞行至特定区域再返回基地。但因其机载能力有限,无法携带传感器、处理器等又重又耗电的设施,所以这些微型智能设备的导航能力受到了严重限制。

综合 NEW ATLAS、央视新闻今日报道,荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)的科学家们研究了蚂蚁和其他觅食昆虫,并从这类昆虫的视觉导航能力中受到了启发。

根据此前研究,蚂蚁等昆虫可将对自身移动的“里程测量”与基于“快照”的视觉引导行为结合起来,从而为自己“导航”。在行进过程中,蚂蚁会利用自身视觉系统不定时地拍摄周边环境“快照”,用作重新找到这些位置的依据。

而抵达此前拍摄“快照”的对应位置后,蚂蚁又会将当前的视觉感知与“快照”比较,并移动至所见环境与“快照”之间差异最小的地方,可使其自己导航返回到此前拍摄“快照”的位置。如此往复,直至其抵达巢穴。

在 Tom van Dijk 和 Guido de Croon 两名教授的带领下,TU Delft 团队将这一原理应用于一款 56 克的微型四旋翼无人机,并为其配备了一台全向相机。当然,空中无人机不会像蚂蚁那样行走,因此无法计算步数。

“为了测距,我们的无人机采用类似蜜蜂的方法,通过光流计算运动,”de Croon 解释说。“为此,我们的机器人有一个小型向下摄像头,跟踪视觉场中物体通过的速度。”

在返程途中,一旦无人机确定已按照记录的距离 / 方向从一个记录的“快照”出发,它会将当前摄像头图像与下一个记录的快照进行比较。考虑到无人机在返回途中不可避免会有一些漂移,它会修正航向,直到所见场景与“快照”几乎完全匹配

在室内环境中以这种方式导航,无人机能够自主沿着一条曲折的 100 米障碍路线返回基地,使用的内存仅为 1.16KB。

相关论文已经在美国《科学・机器人学》杂志上发表,IT之家附链接:点此前往

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