Czujnik AI dokładnie mierzy orientację Drogi Mlecznej.
Nowe badanie badawcze czerpie inspirację z owada gatunek który wyewoluował 130 milionów lat temu w celu ulepszenia systemów nawigacji w dronach, robotach i satelitach na orbicie.
Chrząszcz gnojowy jest pierwszym znanym gatunkiem, który wykorzystuje tę metodę Droga Mleczna w nocy do nawigacji, koncentrując się na konstelacji gwiazd jako punkcie odniesienia do toczenia kulek łajna w linii prostej z dala od konkurentów.
Dokonali tego szwedzcy naukowcy odkrycie w 2013 r a dekadę później australijscy inżynierowie modelują tę samą technikę stosowaną przez chrząszcza gnojowego, aby opracować czujnik sztucznej inteligencji, który może dokładnie zmierzyć orientację Drogi Mlecznej przy słabym świetle.
Inżynier teledetekcji z Uniwersytetu Południowej Australii, profesor Javaan Chahl i jego zespół doktorantów, wykorzystali wizję komputerową, aby wykazać, że na duży pasek światła tworzący Drogę Mleczną nie ma wpływu rozmycie ruchu, w przeciwieństwie do pojedynczych gwiazd.
Droga Mleczna jako narzędzie nawigacyjne
„Nocne chrząszcze gnojowe intensywnie poruszają głową i ciałem, przetaczając kule obornika po polu i potrzebują stałego punktu orientacyjnego na nocnym niebie, który pomoże im sterować po linii prostej” – mówi profesor Chahl. „Ich małe, złożone oczy utrudniają rozróżnienie poszczególnych gwiazd, szczególnie w ruchu, podczas gdy Droga Mleczna jest dobrze widoczna”.
Profesor UniSA Javaan Chahl wyjaśnia, w jaki sposób chrząszcze gnojowe i Droga Mleczna pomagają inżynierom w ulepszaniu systemów nawigacji w dronach, robotach i satelitach. Źródło: Uniwersytet Australii Południowej
W serii eksperymentów z użyciem kamery zamontowanej na dachu pojazdu badacze z UniSA wykonali zdjęcia Drogi Mlecznej, gdy pojazd był zarówno nieruchomy, jak i poruszający się. Wykorzystując informacje zawarte w tych obrazach, opracowali komputerowy system wizyjny, który w niezawodny sposób mierzy orientację Drogi Mlecznej, co stanowi pierwszy krok w kierunku budowy systemu nawigacji.
Wyniki badań i przyszłe kierunki
Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie Biomimetyka.
Główny autor, doktorant UniSA, Yiting Tao, twierdzi, że czujnik orientacji może stanowić zapasową metodę stabilizacji satelitów i pomagać dronom i robotom w nawigacji przy słabym oświetleniu, nawet gdy występuje duże rozmycie spowodowane ruchem i wibracjami.
„W następnym kroku chcę umieścić algorytm na dronie i pozwolić mu kontrolować samolot w locie w nocy” – mówi Tao.
Słońce pomaga wielu owadom poruszać się w ciągu dnia, w tym osom, ważkom, pszczołom miodnym i mrówkom pustynnym. W nocy księżyc stanowi również punkt odniesienia dla nocnych owadów, ale nie zawsze jest widoczny, dlatego chrząszcze gnojowe i niektóre ćmy kierują się Drogą Mleczną.
Profesor Chahl twierdzi, że wizja owadów od dawna inspiruje inżynierów w dziedzinie systemów nawigacyjnych.
„Owady od milionów lat rozwiązują problemy nawigacyjne, także te, z którymi zmagają się nawet najbardziej zaawansowane maszyny. I zrobili to w maleńkim opakowaniu. Ich mózgi składają się z dziesiątek tysięcy neuronów w porównaniu z miliardami neuronów u ludzi, a mimo to udaje im się znaleźć rozwiązania w świecie przyrody”.
Odniesienie: „Techniki widzenia komputerowego wykazują solidny pomiar orientacji Drogi Mlecznej pomimo ruchu obrazu”, Yiting Tao, Asanka Perera, Samuel Teague, Timothy McIntyre, Eric Warrant i Javaan Chahl, 20 czerwca 2024 r., Biomimetyka.
DOI: 10.3390/biomimetyka9070375
