پهپادهایی که مثل زنبور پرواز می کنند

که توسط آن هواپیماهای بدون سرنشین پهپادها می‌توانند یاد بگیرند که چگونه همانند زنبور پرواز کنند و با اجسام برخورد نکنند یا از آنها دوری کنند و همانند آنها به آرامی فرود آیند.

 حشرات هنگام پرواز و فرود از تکنیکی به نام "شار نوری" استفاده می‌کنند. آنها می‌توانند از طریق میدان دید خود سرعت حرکت اشیا را تعیین کنند. به عنوان مثال هنگام فرود آنها درک می‌کنند که با چه سرعتی در حال نزدیک شدن به یک برگ یا چمن هستند. آنها با کاهش به موقع سرعت خود می‌توانند یک فرود آرام انجام دهند.

پهپادها و سایر ربات‌های پرنده برای پرواز به حسگرها و پردازنده‌هایی که بر روی آنها تعبیه می‌شود، نیاز دارند. بدیهی است که اگر این پهپادها به سیستم‌های ناوبری بیشتری مجهز باشند، پرواز بهتری خواهند داشت. اما نکته‌ای که از سوی دیگر با آن مواجه خواهند شد نیز این خواهد بود که سنگین‌تر و بزرگ‌تر خواهند شد. به همین دلیل دانشمندان این مطالعه شروع به بررسی این موضوع کردند که چگونه حشرات بدن خود را در  هنگام عبور از پیچ و خم  و فرود آمدن روی گل‌ها، برگ‌ها و شاخه‌ها کنترل می‌کنند.

گویدو دی کرون استاد میکروخودروهای هوایی الهام گرفته از فرایند زیستی و نویسنده ارشد مقاله گفت: ما کار خود را با بررسی روش شار نوری و استراتژی‌های ساده و زیبایی که حشرات پرنده استفاده می‌کنند آغاز  کردیم اما در ادامه دریافتیم که این کار دشوارتر از تصور ما است. به عنوان مثال در یک زمان ربات‌های پرنده ما فرود نمی‌آیند اما همچنان در آسمان در حال حرکتند و به عبارت دیگر تنها بالا و پایین می‌روند. دو مشکل اساسی در اینجا وجود دارد و آن این است که شار نوری فقط اطلاعات ترکیبی در مورد فاصله و سرعت را فراهم می‌کند و به طور جداگانه نمی‌توان از آن اطلاعاتی در مورد مسافت یا سرعت به دست آورد. به عنوان مثال اگر دو پهپاد در شرف فرود آمدن باشند و یکی از آنها دو برابر سریع‌تر از دیگری  در حال پرواز باشد و بیشتر نیز ارتفاع گرفته باشد هر دو شار نوری یکسانی را درک می‌کنند. با این حال آنها باید به واگرایی در حال تغییر شار نوری پاسخ دهند. اگر یک پهپاد هنگام فرود پاسخ‌های خود را متناسب با ارتفاع خود تنظیم نکند، هرگز روی زمین فرود نخواهد آمد بلکه تنها در آسمان تنها نوسان خواهد کرد.

محققان می‌گویند، شار نوری در جهت پرواز پهپاد یا ربات بسیار ناچیز است و این امر تشخیص موانع را بسیار دشوار می‌کند. شار نوری الگوی حرکت آشکار اشیاء، سطوح و لبه‌ها در یک صحنه بصری است که ناشی از حرکت نسبی بین یک ناظر و یک صحنه است. شار نوری را همچنین می‌توان به عنوان توزیع سرعت آشکار حرکت در الگوی روشنایی در یک تصویر نیز معرفی کرد.

برای حل این مشکل، ایده آموزش ربات‌هایی که مجهز به هوش مصنوعی(AI) برای تخمین مسافت هستند، به ذهن محققان رسید. دانشمند اخیراً نظریه‌ای در این باره مطرح کرده بودند. به گفته دی کرون، ربات‌های پرنده باید بتوانند با نوسان فعال، مسافت را تعیین کنند. با انجام این کار، ربات‌ها یاد می‌گیرند که به عنوان مثال چمن هنگام فرود از فاصله‌های مختلف چگونه به نظر می‌رسد یا هنگام پرواز از میان جنگل درک می‌کنند تنه‌های درختان چقدر با یکدیگر فاصله دارند.

کریستوف دی واگتر یکی از محققان این مقاله در انتها گفت: این امر منجر به فرود بسیار سریع‌تر و نرم‌تر از قبل پهپادها می‌شود چرا که پهپادها اکنون می‌توانند موانع موجود در مسیر پرواز خود را به طور دقیق شناسایی کرده و به راحتی از کنار آنها رد شوند و با آنها برخورد نکنند.

این تحقیق همچنین بینش جدیدی در مورد هوش حشرات ارائه داد.

یافته‌های این مطالعه در مجله "Nature Machine Intelligence" منتشر شد.

منبع:ایسنا

No tags for this post.