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昆虫是机器人的理想模型,它们的大脑非常小,却能够执行非常复杂的任务。几千年来,大自然已将某些具有惊人特征的昆虫编码下来。现在我们面临的挑战是,看看如何采用这种方法,并将类似的编码应用于未来的机器人系统,以增强其在自然界中的性能。

一项研究发表在美国国家科学院院刊(PNAS)上,它是堪培拉新南威尔士大学、比勒费尔德大学、麦克斯普朗克研究所、布朗大学和加利福尼亚大学的研究人员之间的合作。由堪萨拉大学新南威尔士分校的研究人员主导的这项国际研究发现了大黄蜂自我感知的灵巧飞行的秘密,它将是下一代无人机和自动驾驶汽车的潜在应用。
研究的主要作者Sridhar Ravi博士研究了大黄蜂如何通过有一系列带有不同大小孔的大门的隧道穿越。蜜蜂对自己的大小有非凡的感觉,并且对障碍物的开口有详尽的了解,因此它们能够成功地通过小孔。拉维博士说,通过观察孔的大小,大黄蜂能够通过控制它们的接近速度和姿势速度而熟练地穿过大门,甚至当孔小于翼展时侧向飞行。这种行为需要了解其相对于障碍物的身体形状和尺寸,这是首次在飞行的无脊椎动物中看到此类证据。

“先前的研究表明,复杂的过程,例如对自我大小的感知,是由认知驱动的,并且仅在具有大脑的动物中出现。但是,我们的研究表明,大脑较小的小昆虫可以理解它们的体型,并可以在复杂的环境中飞行时利用这些信息。”拉维博士说。
通过“横向凝视”,蜜蜂利用深度感知和空间感知对特征进行扫描,昆虫可以绘制出完整的孔径图,并可以改变它们的身体方向以适应间隙,这类似于人类如何旋转肩膀来。穿过狭窄的门口。“我们惊讶地发现,在某些情况下,大黄蜂将自己重新定向为侧向飞行,以穿越无法正面尝试的缝隙。这些昆虫的灵巧性确实使我们思考了我们可以解锁的其他秘密蜜蜂行为,”拉维博士说。
该研究还为将大黄蜂的属性应用于机器人技术提供了启发,并为下一代无人机和自动驾驶技术提供了潜在应用,以应对现实环境中的飞行挑战。