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仿生学导航技术、Antbot机器人了解一下

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仿生学是人们通过研究生物结构功能中的原理,并依据这些原理研制出一些新产品或将这些原理应用到某一产品当中。很多高科技都是从动物身上得到的灵感,比如我们知道的雷达,是蝙蝠的仿生产品,海豚的皮肤和结构被应用到潜水艇当中等等。这期小编就要向大家介绍一项通过研究动物得来的导航技术。并且研究人员利用这项导航技术研制出了一个导航机器人。这款机器人的厉害之处就在于不用GPS和地图就可以找到回家的路,导航精确度达到了 1厘米。到底是怎样的呢?快快来了解一下吧!

这种被“模仿”的生物就是沙漠蚂蚁。资料显示这种蚂蚁是通过太阳的偏振光来进行定位方向,然后通过自己和太阳之间的相对运动距离、位置,以及自己行走的步数来测算自己的行走方位。而我们的仿生学导航技术就是通过这个原理来工作的。

什么是偏振光呢?具有特定振动方向的光就叫做偏振光,我们人类的肉眼是不能识别出偏振光的,但是这种沙漠蚂蚁是可以的。
因为太阳光在通常的情况下都是非偏振光,所有的光线以太阳为中心点出发,以均匀的振动角度分布在不同的方向上。但是在天空特别晴朗的情况下,大气就像一个巨大的滤光片一样,只有特定振动方向的光线可以通过。这时,广阔无垠的天空就像布满平行的网格线一样,沙漠蚂蚁其实就像在网格上行走。

下面我们就马上来看一下这款利用此导航技术研究出来的机器人吧。
机器人名为Antbot,外型看起来像一只巨大的蚂蚁,但是体重只有2.3Kg!有六只很长的大腿,如图。行走速度可以达到90cm/s。设计者是法国国家科学研究中心和艾克斯-马赛大学的科学家。

Antbot拥有一个光学罗盘,这样它就可以像沙漠蚂蚁一样可以识别太阳的偏振光线,进而可以来判断自身的航向了。同时Antbot还拥有一个光学传感器,这样就可以指向太阳来测量所覆盖的距离。通过获取的这两个信息,Antbo就可以像沙漠蚂蚁一样获取它周围的环境信息并自行返回研究基地了。

研究人员为了测试它导航定位的精确度,特意拿它和沙漠蚂蚁来进行对比,研究人员之让其行走了14m,Antbot的行走路径和沙漠蚂蚁的行走路径对比如图,定位精确度能够达到1厘米!可以说是想当精准了。

虽然这项导航技术不用GPS和地图就可以让机器人找到回家的路。但是这项导航技术也有弊端。最大的局限性就是:没有太阳光的情况下就没有办法使用了。这款机器人在阴雨天的时候也就无法使用了。不光机器人不能使用,沙漠蚂蚁本身也不能判断自己的位置和行进方向了。

研究人员为此还做了一个实验:科学家通过诱饵将沙漠蚂蚁引诱到指定方向上并让其爬行一段距离,再把它们装在不透光的瓶子里并携带着它们行走一段距离。重新放回地面上,结果沙漠蚂蚁只爬行了被抓进瓶子前的距离就开始团团转找巢。事实证明,它们是没有能力来计算不见光的那段距离的。根据它们自己的判断应该已经到达了自己的巢穴了。
这项技术会不会给正在研究导航技术的人们一个新的思路呢?你对这项技术是怎样看待的呢?你认为它实用吗?或者你还了解其他的导航技术吗?快去留言板上写下来吧!
小编还是很期待哪天可以有一项新的技术可以解决我们目前室内导航存在的问题。毕竟小编的公司就是做这个的!


1楼2020-03-03 17:28回复