飞蛾教无人机飞行
澳门威尼斯人注册网站研究首次将动物数据应用于自动驾驶汽车导航
莉兹·希利著

当一架自动无人机被部署执行任务时,它会沿着特定的、设定好的路线飞行。但是,如果途中有任何意外,无人机很难适应变化,因为它还没有被编程如何做到这一点。
现在,澳门威尼斯人注册网站研究人员已经能够开发出一种新的范例,可以让无人机在飞蛾的帮助下,在没有计划路线的情况下从a点飞到B点。Ioannis Paschalidis教授(ECE, SE, BME),他的团队和华盛顿大学的合作者已经能够提取有关特定种类的飞蛾如何在森林中传播的信息,然后使用这些数据来创建一个新的无人机控制政策。他们的澳门威尼斯人注册网站研究成果发表在《公共科学图书馆计算生物学》杂志上,这是首次发表的使用动物数据来改进自主无人机导航的澳门威尼斯人注册网站研究成果。
首先,他们让华盛顿大学的澳门威尼斯人注册网站研究人员收集了飞蛾在虚拟森林中飞行的数据,并测量了它们的飞行轨迹、沿途的力和速度。然后这些数据被用来推断飞蛾使用的导航策略。
“我们发现飞蛾严重依赖于光流,”帕斯查里迪斯说。“这是环境中各种物体的运动模式,是由你自己相对于这些物体的运动引起的,在这种情况下是飞蛾自己的运动。”
这种感知到的运动使飞蛾能够以适当的方式对物体做出反应,因为快速移动的物体离它很近,而更远的物体移动得很慢。这类似于人类在开车时的反应;如果一辆车突然出现在你的车前面,你会刹车,但如果一辆车在远处疾驰而过,那么你就不必那么快地做出反应。
了解飞蛾如何飞行有助于澳门威尼斯人注册网站研究人员制定无人机政策,然后在虚拟无人机飞越虚拟森林时对其进行测试。为了验证这一策略的有效性,澳门威尼斯人注册网站研究人员让无人机在多种环境中飞行——从复杂的、树木繁茂的森林到稀疏的森林。
帕斯查里迪斯说,这项澳门威尼斯人注册网站研究最令人惊讶的是,这项政策帮助无人机在所有不同的环境中导航。
通常,无人机的控制策略是针对特定任务进行优化的,这使得它们在面对意外事件时很脆弱。这项澳门威尼斯人注册网站研究离自适应、自我意识的自动驾驶汽车策略又近了一步,使其能够在动态、复杂和未知的环境中飞行。
这项工作是750万美元的多学科大学澳门威尼斯人注册网站研究计划(MURI)的一部分,该计划由国防部授予,用于开发陆地、海洋和空中的神经启发自主机器人。
帕斯查里迪斯说,来自其他大学的合作者将帮助收集其他动物和昆虫(如老鼠和蚂蚁)的数据,以开发更强大的自动驾驶汽车导航政策。