Инженеры разрабатывают датчик с ИИ по примеру навигации скарабеев

Чтобы ориентироваться ночью, навозные жуки используют Млечный Путь. Инженеры задействовали тот же подход для разработки датчика с искусственным интеллектом (ИИ) для навигации при низкой освещённости.

Насекомые со 130 миллионами лет эволюции позади стали источником творческого вдохновения для научного проекта по улучшению навигационных систем беспилотников, роботов и орбитальных спутников.

Навозный жук — первый известный науке вид, который использует Млечный Путь для навигации. Скопления созвездий служат скарабеям ориентиром, помогая катить питательные шарики навоза по прямой подальше от конкурентов.

Шведские исследователи узнали об удивительных способностях навозников в 2013 году. А десятилетие спустя австралийские инженеры взялись повторить успехи насекомых при создании датчика с ИИ, который смог бы сверяться с ночными небесами в потёмках.

Инженер по дистанционному зондированию из Университета Южной Австралии профессор Джаваан Чал и его аспиранты задействовали компьютерное зрение, чтобы убедиться: эта полоса света в ночных небесах не размазывается при движении следящего за ней, в отличие от отдельных звёзд.

Профессор Чал рассказал, что активные по ночам скарабеи интенсивно двигают головой и телом, перекатывая шарики навоза. Поэтому, для движения по прямой, им нужна фиксированная точка сверки с ночным небом. Крошечным фасеточным глазам навозников трудно различать отдельные звёзды, зато Млечный Путь им виден хорошо.

В серии экспериментов с использованием камеры на крыше автомобиля исследователи из Университета Южной Австралии (UniSA) сделали снимки Млечного Пути и во время стоянки, и при движении машины. На основе полученных фотографий они разработали систему компьютерного зрения, которая надёжно распознаёт положение Млечного Пути. Этот этап работ и стал первым шагом к созданию навигационной системы. Свои выводы исследователи опубликовали в научном журнале Biomimetics («Биомимикрия»).


— Итин Тао, ведущий автор исследования, кандидат наук.

На следующем этапе исследований Тао хотела бы внедрить созданный алгоритм в беспилотный летательный аппарат и позволить ему справиться с ночным полётом благодаря этой новой технологии.

Солнце помогает днём ориентироваться многим насекомым: осам, стрекозам, пчёлам и пустынным муравьям. По ночам луна также служит указателем для ночных насекомых. Но луну не всегда видно, поэтому навозные жуки и некоторые ночные бабочки используют Млечный Путь вместо «путеводной звезды».

Профессор Чал добавил, что «наблюдательность» насекомых уже давно вдохновляет инженеров в области навигационных систем. Что неудивительно, ведь эта мелкая живность решала навигационные задачи на протяжении миллионов лет. А теперь с такими же задачами сталкиваются самые передовые машины. К тому же природа упаковала такие полезные способности в крошечный мозг.

Восхищение профессора закономерно, ведь мозг жуков состоит из десятков тысяч нейронов по сравнению с миллиардами нейронов у людей. И всё же нам есть чему поучиться у маленьких существ.