Çöl karıncalarını taklit edin, GPS konumlandırmasına 1 cm hassasiyetle güvenmeyin, karınca robot doğdu
Xin Zhiyuan Rehberi Çöl karıncalarından ilham alan araştırmacılar, bağımsız hareket edebilen bir robot tasarladılar Robot herhangi bir GPS veya harita olmadan üsse dönebilir ve konumlandırma 1 cm'ye kadar doğru.
GPS ve haritalar olmadan dünyanın en büyük "karınca" doğdu.
Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi ve Aix-Marseille Üniversitesi'nden bilim adamları, çöl karıncalarının yeteneklerini taklit ederek bağımsız olarak hareket edebilen bir robot tasarladılar. Bu robot "göksel bir pusula" kullanır ve herhangi bir GPS veya haritalama olmadan çalışabilir. Durumda üsse dön.
Robotun yeteneği, konumlandırma için dünyanın manyetik alanını kullanan ve her zaman eve dönüş yolunu bulabilen çöl karıncasını taklit eder.
Bu nedenle bilim adamları bu robota AntBot adını verdiler ve görünüşü de bir karınca gibi görünecek şekilde tasarlandı.
Çöl karıncalarını taklit edin, 1 cm'ye konumlandırın
Şu anda, konum elde etmek için çeşitli yöntemler var. Küresel Konumlama Sistemi Dünyanın konumunu belirlemek için ihtiyaç duyulan bilgileri elde etmenin ana yöntemidir.Akıllı telefonlara, saatlere ve arabalara entegre edilmiştir ancak GPS'in akıllı telefonlarda doğruluğu sadece 4,9 metredir ki bu oldukça büyük bir hata.
Senkronize konumlandırma ve haritalama ( SLAM Yöntem, otonom araçlarda, gezegen sondalarında ve insansız hava araçlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.SLAM algoritması yüksek doğruluk sağlayabilir, ancak hesaplama maliyeti çok yüksektir.
Lazer algılama ve menzil yöntemleri aynı zamanda kendi kendine giden arabalar ve robotlar için kullanılabilecek yüksek çözünürlüklü haritalar sağlar, ancak dezavantajları fiziksel aşırı yük ve sonuçta yüksek fiyatlara yol açan yüksek hesaplama maliyetidir.
Araştırmacılar, çöl karıncalarının süper güçlü navigasyon yeteneklerine sahip olduklarını keşfettiler. Güçlü düşmanlarla çevrili bir ortamda yüzlerce metre yiyecek arayabilirler ve sonra eve dönüş yollarını bulabilirler. En önemli şey, Çöl karıncaları yukarıdaki konumlandırma tekniklerinin hiçbirine güvenmezler.
Bu olağanüstü navigasyon yeteneği, iki parça bilgiye dayanır: biri "göksel pusula" ile ölçülen yön, diğeri ise gökyüzünden polarize ışık kullanarak konumlandırma ve kapsama mesafesi.
Uzaklık ve yön, araştırmacıların çöl karıncalarından öğrendikleri iki temel bilgidir ve aynı zamanda AntBot robotunun iki temelidir.
AntBot, çöl karıncalarının mükemmel navigasyon yeteneklerini taklit eder.Polarize ışık yoluyla yönünü belirlemek için optik bir pusula ve kapsanan mesafeyi ölçmek için güneşi gösterecek bir optik hareket sensörü ile donatılmıştır. Bu bilgilerle AntBot, çevresini keşfedebilen ve kendi başına üsse dönebilen bir çöl karıncası gibidir.
Araştırmacılar, AntBot'un 14 metrelik bir mesafe koşmasına izin verdi ve konumlandırmanın 1 cm'ye kadar doğru olabileceğini buldu.
Navigasyon 0,4 ° 'ye kadar doğrudur, gök pusulası ışık yoğunluğundaki değişikliklere otomatik olarak uyum sağlar
AntBot robotu sadece 2,3 kg ağırlığında, altı bacağı ve her bir bacağı üç serbestlik derecesine sahip.Tamamen 3D baskılı ve maksimum 90 cm / sn yürüme hızına ulaşabilir. Robotun elektronik yapısı ve detayları aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Robotun temel teknolojisi iki beyaz "göz" - göksel pusula ve
(Mie uyarlamalı piksel) sensörü.
Tüm sensörler ve elektronik bileşenler, sensör verileri toplama, veri işleme ve navigasyona adanmış gömülü bir mikro bilgisayar (Raspberry Pi 2B kartı) tarafından kontrol edilir.
Pusulanın optik algılayıcısı, ikisi ultraviyole ışığa duyarlı pusulaya adanmış toplam yalnızca 14 piksele sahiptir. Bu çift, iki dönen polarizasyon filtresiyle birleştirildiğinde, pusula, her biri belirli bir polarizasyon açısına ayarlanmış 374 piksellik iki diziye eşdeğerdir. Işık yoğunluğundaki büyük değişikliklere otomatik olarak uyum sağlayabilen diğer 12 piksel ölçüm için kullanılır.
Deneysel sonuçlar, AntBot'un 0.4 ° doğruluk Tüm robotlarda otonom sürüş ve navigasyon stratejileri için umut veren bulutlu havalarda bile yürümeyi ve eve dönmeyi gerçekleştirmek için yönünü hesaplayın.
Ancak şu anda robot uzun mesafelere gidemiyor ve gece ışık olmadan çalışamıyor.
Son olarak, robotun bazı verilerini ekleyin:
3D baskı yapısı:
https://github.com/JuSquare/AntBot/tree/master/3D%20Parts
Optik pusula:
https://github.com/JuSquare/AntBot/tree/master/CelestialCompass
Kağıt adresi:
