Плодовые мушки (Drosophila melanogaster) обладают простыми, но эффективными навигационными навыками. Они используют очень мало умственных ресурсов для быстрого перемещения по прямым линиям. Чтобы избегать препятствий, они приспосабливаются — летят по линии, но под углом влево или вправо.
Плодовая мушка с крошечным мозгом имеет ограниченные вычислительные ресурсы, доступные ей во время полета. Ученые предположили, что эта биологическая модель может быть адаптирована для использования в «мозге» робота для эффективного и низкоэнергетического преодоления препятствий.
«Например, когда вы едете в поезде, вам кажется, что деревья поблизости движутся быстрее, чем дома вдали. Насекомые используют аналогичную информацию, чтобы понять, насколько далеко находятся объекты. Из этого мы извлекаем следующий урок: если у вас недостаточно ресурсов, вы можете упростить проблему своим поведением», — сказала физик Элизабетта Чикка из Гронингенского университета.
В мозгу плодовых мушек движение окружающих предметов обрабатывается оптическими нейронами Т4 и Т5. С помощью нейробиологов из Университета Билефельда команда алгоритмически имитировала эту нейронную активность в «мозге» своего маленького робота. Это позволило обрабатывать информацию о направлении, чтобы эффективно двигаться и избегать столкновений с любыми препятствиями на пути.
В итоге получился компактный робот, главная цель которого — направиться к месту с наименьшим обнаруженным движением. Ученые провели серию испытаний колесного робота и обнаружили, что он центрируется между объектами, а также гибко корректирует путь, чтобы обойти препятствия — подобно тому, как это делают насекомые в полете. Нейроморфная сеть направляла робота к областям с низкой видимостью движения.
В будущем такой робот сможет использоваться для навигации в сложных и перегруженных средах, например, после стихийных бедствий, и будет потреблять очень мало энергии. Он также может быть оснащен различными типами датчиков в зависимости от конкретных потребностей, например, радаром для обнаружения объектов в хаотической среде.
