Саранча поможет избежать столкновений беспилотных автомобилей — Naked Science
25.08.2020
Ольга Иванова

Саранча поможет избежать столкновений беспилотных автомобилей

4.9

А еще дронов и роботов. На это рассчитывает команда инженеров, которая разработала мощный детектор столкновений на основе поведения саранчи в стае.

Саранча поможет избежать столкновений беспилотных автомобилей / ©kartinkinaden.ru

Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics. Ученые всего мира давно занимаются поиском необычных способностей живых организмов, которые можно использовать в технике. В связи с этим не первый год под пристальным взглядом инженеров находятся и стаи саранчи.

Этих насекомых можно назвать уникальными: они используют единственный специализированный нейрон (его называют детектором движения Лобулы — LGMD), помогающий им избежать столкновений между особями в стае.

Нейрон имеет две ветви. Первая ответственна за изменение образа приближающегося объекта (другой особи саранчи), который попадает в поле зрения избегающей особи. Чем ближе приближающийся объект, тем больше изображение и тем сильнее сигнал нейрона. Другой сигнал ответственен за изменение угловой скорости «вторгшейся» саранчи. Избегающая особь вычисляет изменения этих двух параметров и понимает, что сейчас произойдет столкновение, поэтому меняет направление.

При этом саранча движется со скоростью от 3,2 до 4,8 километра в час и меняет направление за сотни миллисекунд. А ее одиночная нейронная клетка выполняет нелинейные математические операции со зрительными стимулами, чтобы вызвать реакцию избегания с минимальными затратами энергии. Модели предотвращения столкновений, основанные на алгоритмах обработки изображений, уже созданы, но ни одна из них не показывает такую же эффективность, как этот единственный нейрон саранчи — с точки зрения потребления энергии и размера.

На основе наблюдений за этими насекомыми инженеры разработали компактный наноразмерный (около одного на пять микрометров) детектор столкновений, в котором в качестве фотодетектора использован однослойный сульфид молибдена. Детектор имитирует ответную реакцию нейрона саранчи LGMD и потребляет очень малое количество энергии. Инженеры разместили фотодетектор на вершине программируемой архитектуры памяти с плавающим затвором.

При этом саранча способна избегать столкновений только с себе подобными, а детектор инженеров, по их словам, может избегать столкновений с различными объектами, движущимися с разной скоростью. Правда, пока что исследователи тестируют столкновения лишь с теми объектами, которые находятся на пути прямого столкновения. В дальнейшем специалисты планируют проводить испытания с различными вариантами столкновений.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Вчера, 16:17
Sergei Sobol

В 80-х годах прошлого века японская автомобильная компания Honda выпустила в продажу складной мопед Motocompo. У него складывались руль, сиденье и подножки, превращая мопед в относительно небольшой прямоугольный «чемодан», позволяющий ему помещаться в багажнике малолитражного автомобиля.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Сегодня, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

21 сентября
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: