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受蚂蚁启发的步行机器人通过偏振光在没有GPS的情况下导航

2019-03-05 作者:ROB
导语:如果你穿越波士顿动力公司和蚁人公司,你会得到什么?你可以看到法国国家科学研究中心(CNRS)的机器人Antbot,它使用蚂蚁一样的导航系统在没有GPS的帮助下四处移动。虽然导航看起

如果你穿越波士顿动力公司和蚁人公司,你会得到什么?你可以看到法国国家科学研究中心(CNRS)的机器人Antbot,它使用蚂蚁一样的导航系统在没有GPS的帮助下四处移动。

虽然导航看起来是一项简单的任务,但在实践中,就像机器人的许多领域一样,它比你想象的要难得多。大多数导航机器人的方法都使用GPS,这是一项非常成熟的技术。然而,它容易漂移,使它在小规模上不准确,并不是在所有地区都可用,例如在树木茂密的地区,树木阻挡来自卫星的信号。CNRS的研究人员决定从大自然中汲取灵感来解决这个问题,并研究蚂蚁在环境中导航的方式。

Cataglyphis沙漠蚂蚁面临着一个特殊的挑战:它们需要长途跋涉才能找到食物,而且由于沙漠温度太高,它们无法利用信息素来导航。然而,它们能够在阳光直射下行走数百米寻找食物,然后直线返回而不会迷路。他们通过使用偏振光作为一种“天体罗盘”来测量航向,并根据所采取的步骤和相对于太阳的运动来收集运动速度的信息。有了航向和距离的信息,它们可以完美地导航。

类似地,Antbot使用光学罗盘检测偏振光来确定其方向,使用光学运动传感器来测量其距离。这使得机器人能够探索复杂的环境,比如蚂蚁,并且总是能够安全地回到它的基地。在完成了14米(46英尺)的飞行后,机器人以1厘米(0.4英寸)的精度回到了家。

这款机器人有六条腿,可以在崎岖不平的地形上行走,因此适合在轮式机器人难以行走的地方行走。研究人员希望它最终能用于评估灾区,甚至探索地外土壤。

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