Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Kiến sa mạc là những nhà hàng hải đơn độc phi thường. Các nhà nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ những con kiến này khi họ thiết kế AntBot, robot đi bộ đầu tiên có thể khám phá môi trường của nó một cách ngẫu nhiên và tự động về nhà, không cần GPS hoặc lập bản đồ. Công việc này mở ra những chiến lược mới để điều hướng trong các phương tiện tự động và robot.
Mắt người không nhạy cảm với ánh sáng phân cực và bức xạ cực tím, nhưng đó không phải là trường hợp của loài kiến, chúng sử dụng nó để định vị trong không gian. Loài kiến sa mạc Cataglyphis nói riêng có thể bao phủ vài trăm mét dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp trên sa mạc để tìm thức ăn, sau đó quay trở lại theo đường thẳng đến tổ, mà không bị lạc.
Chúng không thể sử dụng pheromone: nó sẽ thoát ra khi nhiệt độ sẽ đốt cháy mức giảm nhẹ nhất. Tài năng điều hướng phi thường của chúng dựa vào hai thông tin: tiêu đề được đo bằng cách sử dụng một “la bàn thiên thể” để tự định hướng bằng ánh sáng phân cực của bầu trời và khoảng cách được che phủ, được đo bằng cách đơn giản là đếm các bước và kết hợp tốc độ di chuyển so với Mặt trời đo bằng mắt. Khoảng cách và tiêu đề là hai phần thông tin cơ bản mà một khi được kết hợp, cho phép chúng trở lại với tổ.
AntBot là robot hoàn toàn mới được thiết kế bởi các nhà nghiên cứu của CNRS và Đại học Aix-Marseille (AMU) tại ISM, sao chép khả năng điều hướng đặc biệt của loài kiến sa mạc. Nó được trang bị một la bàn quang học được sử dụng để xác định tiêu đề của nó bằng ánh sáng phân cực và bằng cảm biến chuyển động quang học hướng về mặt trời để đo khoảng cách được bao phủ. Được trang bị thông tin này, AntBot đã được chứng minh là có thể, giống như loài kiến sa mạc, để khám phá môi trường của nó và tự quay trở lại căn cứ của mình, với độ chính xác lên tới 1 cm sau khi bao phủ tổng khoảng cách 14 mét. Chỉ nặng 2,3 kg, robot này có sáu feet để tăng tính cơ động, cho phép nó di chuyển trong môi trường phức tạp, chính xác là nơi triển khai robot có bánh xe và máy bay không người lái có thể phức tạp (khu vực thảm họa, địa hình gồ ghề, thăm dò đất ngoài trái đất, v.v.).
La bàn quang học được phát triển bởi các nhà khoa học rất nhạy cảm với bức xạ cực tím phân cực của bầu trời. Sử dụng “la bàn thiên thể” này, AntBot đo tiêu đề của nó với độ chính xác 0,4 ° bởi thời tiết rõ ràng hoặc nhiều mây. Độ chính xác điều hướng đạt được với các cảm biến tối giản chứng minh rằng robot lấy cảm hứng từ sinh học có khả năng đổi mới to lớn. Ở đây chúng tôi có một bộ ba tiến bộ. Một robot mới đã được phát triển, các cảm biến quang học mới, sáng tạo và độc đáo đã được thiết kế và AntBot mang đến sự hiểu biết mới về cách loài kiến sa mạc di chuyển, bằng cách thử nghiệm một số mô hình mà các nhà sinh học đã tưởng tượng để bắt chước loài vật này. Ví dụ, trước khi khám phá các ứng dụng tiềm năng trong robot trên không hoặc trong ngành công nghiệp ô tô, phải tiến bộ, ví dụ như cách vận hành robot này vào ban đêm hoặc trên quãng đường dài hơn.
Công trình này đã nhận được sự hỗ trợ từ Direction Generale de l’Armement, CNRS, AMU, Provence-Alpes-Coteanswerzur và từ ANR thuộc dự án Equipex / Robotex.
* – La bàn này chỉ bao gồm hai pixel đứng đầu bởi hai bộ lọc phân cực có thể tương đương với một cảm biến quang gồm hai hàng 374 pixel. Biến các bộ lọc một cách cơ học là một sự đổi mới giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất của cảm biến, từ hơn 78.000 € xuống chỉ còn vài trăm euro, trong các hạn chế của phương pháp sinh học.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi CNRS . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :