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“蜘蛛侠感官”可以使机器“看得”更清楚!

如果无人机和自动驾驶汽车拥有蜘蛛侠令人兴奋的“蜘蛛侠感官”?普渡大学机械工程助理教授Andres Arita说:“他们实际上可以更好地检测和规避物体,因为它们可以更快地处理感官信息。

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更好的传感能力将使无人机能够在危险环境中航行,并使车辆能够防止由人为错误引起的事故。目前,最先进的传感器技术还不够快,无法处理数据,但大自然已经这样做了,研究人员不必创建放射性蜘蛛来给自主机器提供超级英雄的感知。

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数据,它会过滤掉它所需要的东西。许多生物力学传感器根据从环境接收的阈值(例如压力或温度的变化)过滤数据。

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研究人员正在无人机和汽车的外壳上安装蜘蛛传感器,以便更好地检测物体。照片:Taylor Callery

例如,蜘蛛的多毛机械感受器位于其腿上。当蜘蛛网以与其猎物或伴侣相关的频率振动时,机械感受器会检测到它,在蜘蛛体内产生反射,然后迅速作出反应。机械传感器无法检测到较低的频率,例如蜘蛛网上的灰尘,因为它对蜘蛛的存活并不重要。其想法是将类似的传感器直接集成到自动化机器的外壳中,例如飞机机翼或汽车车身。受蜘蛛毛启发的机械传感器可以定制以检测预定的力。在现实生活中,这些力量将与自动机器需要避免的特定物体相关联。

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但是他们开发的传感器不仅能够以非常快的速度感知和过滤,而且还可以在没有电源的情况下进行计算。硬件和软件基本相同,所有这些都是相互关联的。传感器的作用是解释数据并收集和过滤数据。在自然界中,一旦特定的力水平激活与毛状机械传感器相关的机械感受器。这些机械感受器通过从一种状态切换到另一种状态来计算信息。普渡大学的研究人员与新加坡南洋理工大学和苏黎世联邦理工学院合作:

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设计并使用相同的传感器来解释信号。智能机器将根据这些传感器的计算结果做出反应。由于它们的高硬度,这些人工机械传感器可以非常快速地感知,过滤和计算。传感器材料设计用于在外力作用下快速改变形状。形状变化使得材料中的导电颗粒彼此靠近,使得电流通过传感器并承载信号。该信号告诉自治系统如何响应。借助机器学习算法,可以训练这些传感器以最小的能耗独立工作,并且制造各种尺寸的传感器没有障碍。