第一个没有GPS的行走机器人

第一个没有GPS的行走机器人

受蚂蚁沙漠的启发,作为一个杰出的独航者,来自CNRS和艾克斯马赛大学的研究人员,在运动科学研究所-蒂安朱尔斯马雷(ISM)设计了第一个可以在没有GPS的情况下行走的机器人:Antbot可以随机探索其环境并自动回家,而无需GPS或地图。他的秘密是:一个对来自天空的偏振光敏感的天体罗盘。这项于2019年2月13日发表在《科学机器人》杂志上的研究成果,使我们能够想象未来的自主飞行器和机器人的新导航策略。

我们的眼睛对偏振光和紫外线不敏感,但蚂蚁却不是这样,它们利用偏振光和紫外线进入太空。尤其是沙漠蚂蚁的墓穴,能够在一天中行走几百米在沙漠中寻找食物,然后直线返回到它的巢穴,而不会迷路。她不可能使用信息素:她出去的时候温度会下降。她作为一名航海家的非凡才能是基于两条信息:一条是由于某种“太阳罗盘”而测量的航向,这使她能够利用天空的偏振光来确定自己的方位;另一条是通过简单地计算她的步数和整合地面运动速度来测量的行驶距离。用他的眼睛进行光学测量。距离和航向是两个重要的信息,当结合在一起时,可以让他安全返回巢穴。

由研究人员CNRS和ISM的艾克斯马赛大学(Aix Marseille University,AMU)设计的全新机器人Antbot再现了沙漠蚂蚁出色的导航能力。它配有一个光学罗盘,通过偏振光来确定其行进方向,以及一个指向地面的光学滚动传感器,用来测量其行驶距离。有了这些信息,安特博特像沙漠蚂蚁一样,有能力探索它的环境,并以自己的方式返回到它的基地,在走了14米的总距离后,其精度高达1厘米。这个机器人只有2.3公斤重,它有六条腿,这使它能够在复杂的环境中移动。

科学家研制的光学罗盘对天空中的偏振紫外线很敏感。由于这个“天体罗盘”,安特博特在晴朗或多云的天气中以0.4°的精度测量其航向。利用极简型传感器实现的导航精度证明了生物启发机器人的创新能力,这种机器人可以一石二鸟地杀死三只鸟:通过对Antbot的测试,为沙漠蚂蚁的导航带来新的知识,生物学家设计了几个模型来模拟这种动物,开发出一种新型机器人。设计新的创新和非常规光学传感器。例如,在航空机器人或汽车工业的潜在应用之前,现在仍然需要开拓新的领域,

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