中国科学院の科学者たちは、ロボット視覚における画期的な技術を開発しました。彼らはショウジョウバエにヒントを得て人工複眼を作成しました。
この小さなデバイスにより、ロボットは視覚と嗅覚を同時に認識できるようになります。
これは、ドローンが狭くて危険な空間を移動する方法に革命を起こすことを約束します。
謙虚なミバエは驚くべき視覚能力を持っています。その目は人間の目よりもはるかに速く情報を処理します。
また、広大な視野も提供します。最新のドローン カメラのほとんどは大きく、電力を大量に消費します。
これらの従来のセンサーには周辺視野が欠けていることがよくあります。これにより、自律型マシンにとって重大な死角が生じます。
研究チームはこの問題を解決するために、精密な印刷技術を使用しました。
彼らは、フェムト秒レーザーの二光子重合を利用して構造を作成しました。
このプロセスにより、1,027 個のビジュアル ユニットを小さな正方形に詰め込むことができました。
センサー全体の厚さはわずか 1.5 ミリメートルです。このような極度の小型化は、次世代のマイクロドローンにとって不可欠です。
エンジニアはレンズの間に剛毛と呼ばれる小さな毛も追加しました。これらは実際の生物学的特徴を模倣し、デバイスを透明に保ちます。
これらの毛は、湿気の多い環境での湿気の蓄積を防ぎます。
また、繊細なレンズを埃や破片から守ります。これにより、ロボットの目が多様で汚れた気象条件でも機能し続けることが保証されます。
ドローン用のデュアルセンシング
研究者たちは視覚にとどまりませんでした。報告によると テクエクスプロア、チームはインクジェット印刷された化学アレイを使用してバイオニック鼻を追加しました。
このアレイは、有害なガスを検出すると色が変わります。
本物のハエは目で匂いを嗅ぎませんが、このハイブリッド設計は効率的です。 2 つの重要な感覚を 1 つの軽量パッケージに統合します。
この二重の機能により、小型ロボットの全体的な可搬重量が軽減されます。
研究チームは、この「バイオ CE システム」を小型ロボットでテストしました。
機械は移動物体を検出し、障害物を回避することに成功しました。
ほとんどのロボットは、横を見るために頭を回転させる必要があります。この新しいシステムは 180 度の完全な視野を提供します。
ボットは正面と側面からの脅威を一度に識別しました。この能力は、本物の昆虫の防御本能を模倣しています。
「bio-CE システムは、広角の移動目標の検出と近接回避において非常に高い感度を実現します」と研究チームは述べています。
彼らは続けて、このデバイスは「無人プラットフォームナビゲーションとバイオニックロボットインテリジェンスに大きな可能性を示している」と説明した。
より安全な未来を設計する
現在のプロトタイプは、エンジニアリング上のいくつかのハードルに直面しています。サイズが小さいと、画像の解像度が低くなります。
湾曲したレンズにより、わずかに引き伸ばされたイメージも作成されます。この歪みを修正するには複雑なソフトウェアが必要です。
さらに、化学的な「匂い」センサーは視覚的な要素よりも反応が遅くなります。この速度差を埋めることが研究者らの主な目標です。
エンジニアは今後の反復でこれらの詳細を改良する予定です。次に挙げられるのは、高精細なビジョンとより速い化学反応です。
この目が完成すれば、緊急対応業務を永遠に変える可能性があります。
これらのセンサーを搭載した小型ドローンは倒壊した建物に侵入する可能性がある。彼らは瓦礫の中を進んで生存者を探しました。
また、災害地域での目に見えない化学物質の漏洩も検出できる可能性があります。
ハエにヒントを得たこのテクノロジーは、人間が行けない場所に行くことで命を救うことができるかもしれません。
この小さな発明は、自律型マシンインテリジェンスの大きな飛躍を表しています。
研究は雑誌に掲載されます ネイチャーコミュニケーションズ。
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