211service.com
Små droner, der navigerer med insektøjne
Et lille kunstigt øje inspireret af insekters synssystemer kunne hjælpe små flyvende droner med at navigere i deres omgivelser godt nok til at undgå kollisioner, mens de summer rundt i lukkede, rodede rum – et vigtigt skridt i at gøre disse små autonome flyvende køretøjer praktiske.
En ny klasse af meget små flyvende droner er lettet i offentlige og private forskningslaboratorier i de senere år (se Robotic Insect Takes Off). Disse minidroner kunne være værdifulde i spionage og overvågning; de kan også være nyttige til ting som overvågning af katastrofeområder eller levering af forsyninger til mennesker. Men der er stadig meget arbejde, der skal gøres for at udvikle miniaturenavigationssystemer, især til lukkede rum. Bare det at undgå kollisioner er stadig en stor teknisk udfordring, siger Dario Floreano , direktør for Laboratory of Intelligent Systems ved Swiss Federal Institute of Technology.
Nogle har forsøgt at løse dette problem ved at bruge digitale kameraer, men disse er omfangsrige, og behovet for en lille og meget let pakke har fået forskere, herunder Floreano, til at se på insektsyn for at få indsigt. Flyvende insekter undgår kollisioner takket være små øjne, der har lav rumlig opløsning, men som er meget følsomme over for ændringer i den måde, lyset reflekteres på, når insektet bevæger sig, eller på grund af bevægelsen af et objekt i dets synsfelt. Det ny sensor hans gruppe, der for nylig blev afsløret, vejer kun to milligram og fylder kun to kubikmillimeter og kan registrere bevægelse under forhold lige fra et dårligt oplyst rum til meget skarpt sollys udendørs - tre gange hurtigere end hurtigt flyvende insekter, siger Floreano.
Det kunstige øje er sammensat af en linse oven på tre elektroniske fotodetektorer arrangeret i et trekantet mønster. Ved at kombinere målinger af de individuelle fotodetektorer kan enheden registrere hastigheden og bevægelsesretningen i sit syn.
Algoritmer til behandling er signalerne allerede udviklet, og de kan programmeres til små chips til at beregne ting som afstand til objekter eller tiden indtil en potentiel kollision. Et fokus på gruppens nuværende arbejde er at integrere dette system i meget små luftplatforme som foldbar quadrotor laboratoriet udviklet for nylig. Udfordringen, siger Floreano, vil være at kombinere flere kunstige øjne i konfigurationer, der gør det muligt for dronen at se hele vejen rundt og undgå kollisioner, stabilisere sin flyveposition, lande og lette. Han siger, at de elementære øjne er særligt velegnede til droner, der vejer 50 gram eller mindre, og som ikke kan løfte en nyttelast større end et par gram.
Sensoren kan være nyttig til andre ting end flyvende robotter. Til demonstration skabte gruppen, hvad Floreano kalder vision tape, et fleksibelt plaster, der indeholder mange kunstige øjne. Tapen kan fastgøres til enhver buet overflade, inklusive andre slags robotter, køretøjer og endda møbler og tøj, siger han.