Żuki inspiracją dla twórców czujników

fot. pixabay

Gatunek owada, który wyewoluował 130 milionów lat temu stał się inspiracją do nowego badania mającego na celu ulepszenie systemów nawigacyjnych wykorzystywanych w dronach, robotach i orbitujących satelitach.

Żuk gnojowy jest pierwszym znanym gatunkiem, który wykorzystuje do nawigacji nocnej Drogę Mleczną, skupiając się na konstelacji gwiazd jako punkcie odniesienia, aby toczyć kule odchodów w linii prostej z dala od swoich konkurentów.

Szwedzcy naukowcy dokonali tego odkrycia w 2013 roku, a dekadę później australijscy inżynierowie zamodelowali tę samą technikę, aby opracować czujnik SI, który może dokładnie mierzyć orientację Drogi Mlecznej przy słabym oświetleniu.

Inżynier teledetekcji Uniwersytetu Południowej Australii, profesor Javaan Chahl i jego zespół doktorantów wykorzystali widzenie maszynowe, aby wykazać, że duży pas światła jakim jest Droga Mleczna nie jest dotknięty rozmyciem ruchu w przeciwieństwie do pojedynczych gwiazd.

- Nocne żuki gnojowe intensywnie poruszają głową i ciałem, tocząc kule nawozu po polu, szukając stałego punktu orientacyjnego na nocnym niebie, aby móc poruszać się w linii prostej - powiedział Chahl - Ich maleńkie złożone oczy utrudniają rozróżnianie poszczególnych gwiazd, podczas gdy Droga Mleczna jest bardzo wyraźna.

W serii eksperymentów z użyciem kamery zamontowanej na dachu pojazdu naukowcy uchwycili obrazy Drogi Mlecznej, gdy pojazd był zarówno nieruchomy, jak i poruszał się. Wykorzystując zdobyte informacje, opracowali układ, który niezawodnie mierzy orientację Drogi Mlecznej, co jest pierwszym krokiem do zbudowania systemu nawigacyjnego.

Główny autor badań, doktorant Yiting Tao twierdzi, że czujnik orientacji może być metodą redundancji dla stabilizacji satelitów i pomagać dronom oraz robotom w nawigacji przy słabym oświetleniu, nawet gdy występuje duże rozmycie spowodowane ruchem i wibracjami.

Według Chahla wzrok owadów od dawna inspiruje inżynierów w zakresie systemów nawigacyjnych.

- Owady rozwiązują problemy nawigacyjne od milionów lat; w tym te, z którymi zmagają się nawet najbardziej zaawansowane maszyny, robiąc to przy tym w optymalny sposób. Ich mózgi składają się z dziesiątek tysięcy neuronów w porównaniu do miliardów występujących u ludzi, a mimo to nadal udaje im się znaleźć odpowiednie rozwiązania w otaczającym nas świecie przyrody.

(rr)