25.08.2020
Ольга Иванова
4 358

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.
Предстоящие мероприятия
Вчера, 21:17
Илья Ведмеденко

Научно-производственное объединение «Энергомаш» передало в прошлом году двигатель РД-171МВ ракетно-космическому центу «Прогресс»: там его ждут стендовые испытания в составе первой ступени ракеты-носителя «Союз-5».

Вчера, 13:25
Николай Цыгикало

Создание грандиозной группировки спутников Starlink продемонстрирует принципиально новые качества, которые начинают проявляться у экстремально больших спутниковых систем. Их баллистические возможности могут оказаться неожиданными и позволят использовать такую мегагрупприровку совсем не по основному назначению. Например, можно оперативно превратить часть мирных спутников в оружие и выполнить боевую задачу, а после вернуть спутники к их обычной работе. Naked Science задался вопросом, насколько это возможно.

Позавчера, 19:27
Михаил Орлов

В последнее время Азовское море страдает от нашествий медуз-корнеротов. Местные исследователи из Азово-Черноморского филиала ВНИРО подошли к проблеме изобретательно и предложили использовать корнеротов как ценный продукт питания.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

26 января
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: