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不用GPS和地图,世界上最大的“蚂蚁”机器人降生了

2023-1-6 12:05| 发布者: 挖安琥| 查看: 123| 评论: 0

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简介:EEWorld法国国度科学研讨中心和艾克斯-马赛大学的科学家,经过模仿沙漠蚂蚁的才干,设计出一种能够独立移动的机器人,这种机器人应用“天体指南针”,能在没有任何GPS或测绘图的状况下返回基地。机器人的才干模仿的 ...

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不用GPS和地图,世界上最大的“蚂蚁”机器人降生了


法国国度科学研讨中心和艾克斯-马赛大学的科学家,经过模仿沙漠蚂蚁的才干,设计出一种能够独立移动的机器人,这种机器人应用“天体指南针”,能在没有任何GPS或测绘图的状况下返回基地。


机器人的才干模仿的是沙漠蚂蚁,这种蚂蚁运用地球的磁场中止定位,总能找到回家的路。


因而,科学家把这个机器人命名为AntBot,外形也设计成蚂蚁的样子。


模仿沙漠蚂蚁,定位精确到1厘米


目前,获取位置的措施多样,GPS是获取肯定地球位置所需信息的主要措施,已集成到智能手机、手表和汽车上,但GPS在智能手机上的精确度仅为4.9米,误差相当大。


同步定位和制图(SLAM)措施普遍应用于自动驾驶汽车、行星探测器和无人驾驶飞行器,SLAM算法能够抵达很高的精度,但是计算成本十分高。


激光探测和测距措施也提供可用于自动驾驶汽车和机器人的高分辨率地图,但缺陷在于物理过载和高计算成本,最终招致高价钱。


研讨人员发现,沙漠蚂蚁导航才干超级强大,它们能够在强敌环伺的环境中寻食数百米,然后找到回家的路,最关键的是,沙漠蚂蚁并没有依托上述任何一种定位技术。


这种特殊的导航天赋依赖于两条信息:一种是“天体指南针”丈量的航向,一种是运用天空的偏振光的定位以及掩盖的距离。


距离和航向,是研讨人员在沙漠蚂蚁身上学到的两个基本信息,也是AntBot机器人的两大基础。


AntBot复制了沙漠蚂蚁杰出的导航才干,它配备了一个光学罗盘,用于经过偏振光肯定其航向,并经过一个光学运动传感器指向太阳来丈量所掩盖的距离。有了这些信息,AntBot就像沙漠蚂蚁一样,能够探求它的环境并自行返回基地。

不用GPS和地图,世界上最大的“蚂蚁”机器人降生了


沙漠蚂蚁和AntBot的途径对比


研讨人员让AntBot跑了14米的距离后发现,定位能精确到1厘米。


导航精确到0.4°,天体指南针自动顺应光强变更


AntBot机器人重量仅为2.3千克,共有六条腿,每条腿有三个自由度,并且是完整由3D打印,能够抵达约90厘米/秒的最大行走速度。机器人电子结构及其细节如下图所示。

不用GPS和地图,世界上最大的“蚂蚁”机器人降生了


机器人最中心的技术是两只白色“眼睛”——天体指南针,以及(米氏自顺应像素)传感器。

不用GPS和地图,世界上最大的“蚂蚁”机器人降生了


一切传感器和电子部件均由嵌入式微电脑(Raspberry Pi 2B板)控制,专用于传感器数据采集,数据处置和导航。


指南针的光学传感器总共只需14个像素,其中两个特地用于对紫外线敏感的罗盘。当将这一对与两个旋转偏振滤波器组合时,这个罗盘相当于由374个像素组成的两个阵列,每个阵列都调整到特定的偏振角。另外12个像素用于丈量,能够自动顺应光强的庞大变更。


实验结果显现,AntBot能以0.4°精度计算其航向,即便在多云的天气里也能完成行走和返航,这为自动驾驶和一切机器人中的导航颖战略提供了希望。


不外,目前机器人还不能长距离行驶,并且在没有光线的夜间状况下无法工作。


最后,附上机器人的一些数据:


3D打印结构:


https://github.com/JuSquare/AntBot/tree/master/3D%20Parts


光学指南针:


https://github.com/JuSquare/AntBot/tree/master/CelestialCompass


论文地址:


http://robotics.sciencemag.org/content/4/27/eaau0307


来源:新智元。如触及版权,请联络删除。



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