屎壳郎的恒星导航可以提升科技

2024-09-21 08:40来源:本站编辑

一种1.3亿年前进化的昆虫物种为一项新的研究提供了灵感,该研究旨在改进无人机、机器人和轨道卫星的导航系统。

屎壳郎是已知的第一个在夜间利用银河系导航的物种,它们把群星作为参考点,在直线上滚出粪球,远离它们的竞争对手。

瑞典研究人员在2013年发现了这一发现,十年后,澳大利亚工程师正在模仿屎壳郎使用的相同技术,开发一种人工智能传感器,可以在弱光下精确测量银河系的方向。

南澳大利亚大学遥感工程师Javaan Chahl教授和他的博士生团队利用计算机视觉技术证明,与单个恒星不同,形成银河系的大条纹光不会受到运动模糊的影响。

夏尔教授说:“夜间活动的蜣螂在田野上滚动粪球时,头部和身体会剧烈地移动,这需要夜空中一个固定的方向点来帮助它们沿着直线前进。”“它们的复眼很小,很难区分单个恒星,尤其是在运动的时候,而银河系是非常可见的。”

在一系列实验中,UniSA的研究人员使用安装在车辆车顶上的摄像机,在车辆静止和移动时拍摄了银河系的图像。利用这些图像的信息,他们开发了一种计算机视觉系统,可以可靠地测量银河系的方向,这是建立导航系统的第一步。

他们的研究结果发表在《仿生学》杂志上。

该研究的第一作者、南澳大利亚大学博士候选人陶一婷表示,定向传感器可以作为稳定卫星的备用方法,帮助无人机和机器人在弱光下导航,即使在运动和振动造成大量模糊的情况下也是如此。

陶说:“下一步,我想把算法放在无人机上,让它在夜间控制飞行中的飞机。”

太阳帮助许多昆虫在白天导航,包括黄蜂、蜻蜓、蜜蜂和沙漠蚂蚁。在晚上,月亮也为夜间活动的昆虫提供了一个参考点,但它并不总是可见的,这就是为什么屎壳郎和一些飞蛾用银河系来定位。

查尔教授说,昆虫的视觉长期以来一直激励着与导航系统有关的工程师。

“数百万年来,昆虫一直在解决导航问题,包括那些连最先进的机器都难以解决的问题。他们把它装在一个很小的盒子里。与人类的数十亿神经元相比,它们的大脑由数万个神经元组成,但它们仍然设法从自然界中找到解决方案。”

这里有一个解释这项研究的视频:由银河系引导的蜣螂(youtube.com)

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“计算机视觉技术证明了尽管图像运动,银河系的稳健方向测量”发表在《仿生学》上。DOI: 10.3390 / biomimetics9070375。该报告由南澳大利亚大学和隆德大学的研究人员撰写。

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