昆蟲看到和追蹤獵物的方式正在應(yīng)用于阿德萊德大學(xué)正在開發(fā)的新機(jī)器人，以期改進(jìn)機(jī)器人視覺系統(tǒng)。

該項(xiàng)目跨越了神經(jīng)科學(xué)，機(jī)械工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的界限，建立在大學(xué)對(duì)昆蟲視覺的多年研究之上。

在今天發(fā)表在“皇家學(xué)會(huì)界面雜志”上的一篇新論文中，研究人員描述了昆蟲和人類的學(xué)習(xí)如何應(yīng)用于模擬虛擬現(xiàn)實(shí)模擬，使人工智能系統(tǒng)能夠“追求”一個(gè)物體。

“檢測(cè)和跟蹤復(fù)雜背景下的小物體是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，”該論文的主要作者，機(jī)械工程博士生Zahra Bagheri說。

“考慮一名板球運(yùn)動(dòng)員或棒球運(yùn)動(dòng)員試圖在外場(chǎng)進(jìn)行比賽獲勝。他們有幾秒或更短的時(shí)間來發(fā)現(xiàn)球，跟蹤它并預(yù)測(cè)它的路徑，因?yàn)樗湓谌巳褐屑?dòng)的球迷的鮮艷背景下 - 一直跑步甚至潛水，他們預(yù)測(cè)它會(huì)下降!

“機(jī)器人技術(shù)工程師仍然夢(mèng)想著為機(jī)器人提供敏銳的眼睛，快速的反應(yīng)和靈活的肌肉，讓?shí)渎额^角的冠軍能夠掌握這項(xiàng)技能，”她說。

在阿德萊德大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Steven Wiederman博士(醫(yī)學(xué)科學(xué)院)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究表明，蜻蜓等飛蟲表現(xiàn)出非凡的視覺引導(dǎo)行為。這包括追逐配偶或獵物，即使存在分心，如成群的昆蟲。

“他們執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)，盡管他們的視力很低，腦子很小，大約是一粒米。蜻蜓以高達(dá)60公里/小時(shí)的速度追逐獵物，成功率超過97%，”Bagheri女士說。說。

工程師和神經(jīng)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種不同尋常的算法來幫助模擬這種視覺跟蹤。Bagheri女士說：“我們的系統(tǒng)不僅僅是試圖讓目標(biāo)完全集中在它的視野上，而是鎖定背景并讓目標(biāo)靠近它。” “這減少了背景的干擾，并為潛在的類似大腦的運(yùn)動(dòng)處理提供了時(shí)間。然后它會(huì)使其凝視的小幅移動(dòng)并向目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，以使目標(biāo)大致保持正面。”

這種生物啟發(fā)的“主動(dòng)視覺”系統(tǒng)已經(jīng)在由各種自然場(chǎng)景組成的虛擬現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行了測(cè)試。阿德萊德團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)它的性能與最先進(jìn)的工程目標(biāo)跟蹤算法一樣強(qiáng)勁，運(yùn)行速度提高了20倍。

“這種類型的性能可以允許使用非常簡(jiǎn)單的處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)應(yīng)用，”負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的Wiederman博士說道，他在記錄了蜻蜓大腦中神經(jīng)元的反應(yīng)后開發(fā)了原始的運(yùn)動(dòng)傳感機(jī)制。

“我們目前正在將算法轉(zhuǎn)移到硬件平臺(tái)，這是一種生物啟發(fā)的自主機(jī)器人。”