Саранча поможет избежать столкновений беспилотных автомобилей — Naked Science
5 минут
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.
Вчера, 08:45
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 часов назад
8 минут
Мария Азарова

Блокирование рецептора, который помогает сохранять энергию в условиях голода, назвали ключом к более безопасным профилактике и лечению ожирения, вызванного неправильным образом жизни.

Вчера, 16:37
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из США выявили ряд подводных камней, связанных с повторным использованием мобильных номеров. Такие вещи могут нести в себе угрозу безопасности, связанную с захватом аккаунтов, фишинговыми и спам-атаками и даже препятствиями для регистрации в онлайн-сервисах.

Вчера, 08:45
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

8 мая
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: