螞蟻等一些昆蟲有很強(qiáng)的“識途”能力，即使遠(yuǎn)行也能順利找到“回家”的路。荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的研究人員日前在美國《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上發(fā)表論文說，他們從螞蟻等昆蟲的視覺導(dǎo)航能力獲得啟發(fā)，創(chuàng)建出一種適用于微型、輕型機(jī)器人的仿昆蟲自主導(dǎo)航策略。

重量從幾十克到幾百克不等的微型機(jī)器人有巨大的應(yīng)用潛力。小巧的體型使它們能在狹窄區(qū)域靈活移動(dòng)，并可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，例如可用于在溫室中檢測早期病蟲害等。

然而，對于微型機(jī)器人來說，自主導(dǎo)航是個(gè)難題。自動(dòng)駕駛汽車等較大型人工智能設(shè)備所搭載的傳感器、處理器等相對較重且耗電量大，微型機(jī)器人無法攜帶；全球定位系統(tǒng)（GPS）在室內(nèi)難以使用，處于有遮擋的城市環(huán)境中可能導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。

研究人員想到了從一些同樣體型微小卻具有“識途”能力的昆蟲那里尋求靈感。此前研究已知，螞蟻等昆蟲能把對自身移動(dòng)的“里程測量”與基于“快照”的視覺引導(dǎo)行為結(jié)合起來為自己導(dǎo)航。在行進(jìn)中，螞蟻會(huì)利用其視覺系統(tǒng)不時(shí)為周邊環(huán)境拍“快照”，作為重新找到這些位置的依據(jù)。當(dāng)?shù)竭_(dá)“快照”位置附近，它們會(huì)將當(dāng)前視覺感知與“快照”比較，并移動(dòng)到兩者之間差異最小化的地方，這使得它們能自己導(dǎo)航返回此前拍“快照”的位置。

基于這一原理，研究人員研發(fā)出采用“快照”導(dǎo)航模式的微型機(jī)器人——重量僅56克、名為“CrazyFlie”的小型無人機(jī)。它配有全向攝像頭，能結(jié)合“里程測量”找到自己留下“快照”的各個(gè)位置，可實(shí)現(xiàn)長達(dá)100米距離的自主返航。其所有視覺處理都集中在一個(gè)被稱為“微控制器”的微型計(jì)算機(jī)上完成，這種計(jì)算機(jī)常見于許多便宜的電子設(shè)備中。

研究人員表示，受昆蟲啟發(fā)的自主導(dǎo)航策略有助于推動(dòng)微型機(jī)器人在真實(shí)場景的廣泛應(yīng)用，比如可用于倉庫庫存跟蹤監(jiān)控或溫室作物監(jiān)測等，小型無人機(jī)則能自主飛出去收集數(shù)據(jù)并返回基站。

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