Małe drony, które poruszają się za pomocą owadzich oczu

Małe sztuczne oko inspirowane systemami wizyjnymi owadów może pomóc małym latającym dronom nawigować w otoczeniu na tyle dobrze, aby uniknąć kolizji podczas poruszania się po ciasnych, zagraconych przestrzeniach – co jest kluczowym krokiem w uczynieniu tych małych autonomicznych pojazdów latających praktycznymi.

Wschodząca klasa bardzo małych latających dronów wystartowała w ostatnich latach w publicznych i prywatnych laboratoriach badawczych (patrz Robotic Insect Takes Off). Te mini drony mogą być przydatne w szpiegowaniu i inwigilacji; mogą być również przydatne do takich rzeczy, jak monitorowanie obszarów dotkniętych katastrofą lub dostarczanie zaopatrzenia ludziom. Pozostaje jednak wiele do zrobienia, aby opracować miniaturowe systemy nawigacyjne, zwłaszcza dla przestrzeni zamkniętych. Samo unikanie kolizji jest wciąż dużym wyzwaniem technicznym, mówi Dario Floreano , dyrektor Laboratorium Systemów Inteligentnych w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologii.

Niektórzy próbowali rozwiązać ten problem za pomocą aparatów cyfrowych, ale są one nieporęczne, a potrzeba małego i bardzo lekkiego opakowania skłoniła naukowców, w tym Floreano, do poszukiwania wglądu w wizję owadów. Latające owady unikają kolizji dzięki maleńkim oczom, które mają niską rozdzielczość przestrzenną, ale są bardzo wrażliwe na zmiany w sposobie odbijania światła podczas ruchu owada lub w wyniku ruchu obiektu w jego polu widzenia. ten nowy czujnik jego niedawno zaprezentowana grupa waży tylko dwa miligramy i zajmuje tylko dwa milimetry sześcienne, i może wykrywać ruch w warunkach od słabo oświetlonego pokoju po bardzo jasne światło słoneczne na zewnątrz – trzy razy szybciej niż szybko latające owady, mówi Floreano.

Sztuczne oko składa się z soczewki umieszczonej na szczycie trzech elektronicznych fotodetektorów ułożonych w trójkątny wzór. Łącząc pomiary poszczególnych fotodetektorów, urządzenie może wykrywać prędkość i kierunek ruchu w swoim polu widzenia.

Algorytmy do przetwarzania sygnałów zostały już opracowane i można je zaprogramować na małe chipy, aby obliczyć takie rzeczy, jak odległość do obiektów lub czas do potencjalnej kolizji. Jednym z głównych celów bieżącej pracy grupy jest integracja tego systemu z bardzo małymi platformami powietrznymi, takimi jak składany quadrotor laboratorium niedawno się rozwinęło. Wyzwaniem, mówi Floreano, będzie połączenie wielu sztucznych oczu w konfiguracje, które pozwolą dronowi widzieć wszystko dookoła i unikać kolizji, stabilizować pozycję lotu, lądować i startować. Mówi, że elementarne oczy są szczególnie odpowiednie dla dronów, które ważą 50 gramów lub mniej i które nie mogą unieść ładunku większego niż kilka gramów.

Czujnik może być przydatny do innych rzeczy poza latającymi robotami. W celu demonstracji grupa stworzyła coś, co Floreano nazywa taśmą wizyjną, elastyczną łatkę zawierającą wiele sztucznych oczu. Taśmę można przymocować do dowolnej zakrzywionej powierzchni, w tym do innych rodzajów robotów, pojazdów, a nawet mebli i odzieży – mówi.

ukryć