روش ناوبری سوسک سرگین، الهام‌بخش یک حسگر جدید برای هواپیماهای بدون سرنشین شد!

محققان دانشگاه استرالیای جنوبی با الهام از سوسک سرگین که به دلیل توانایی ناوبری خود مشهور است، یک حسگر هوش مصنوعی پیشگامانه برای مسیریابی در شرایط نور کم ایجاد کردند.

این حسگر که قادر به اندازه‌گیری دقیق جهت قرارگیری کهکشان راه شیری است، کاربردهای بالقوه‌ای در هواپیماهای بدون سرنشین، ربات‌ها و حتی ماهواره‌های در حال گردش دارد.

این تحقیق توسط پروفسور جاوان چاهل و تیم دانشجویان دکترای او انجام شد و از توانایی خارق‌العاده سوسک سرگین در جهت‌یابی در شب با استفاده از کهکشان راه شیری به عنوان راهنما سرچشمه گرفت.

یک چراغ راهنما

پروفسور چاهل گفت:

حشرات میلیون‌ها سال است که مشکلات ناوبری را حل کرده‌اند، از جمله مشکلاتی که حتی پیشرفته‌ترین ماشین‌های امروزی هنوز با آن‌ها دست و پنجه نرم می‌کنند.!

قابل ذکر است این رفتار خارق‌العاده، اولین بار توسط محققان سوئدی در سال 2013 مشاهده شد.

پروفسور چاهل می‌گوید:

سوسک‌های سرگین شبانه هنگام چرخاندن گلوله‌های کود در یک مزرعه، سر و بدن خود را به‌صورت گسترده حرکت می‌دهند به همین دلیل به یک جهت ثابت در آسمان شب نیاز دارند تا به آنها کمک کند در یک خط مستقیم حرکت کنند. چشم‌های مرکب کوچک این حشرات، تشخیص ستاره‌های منفرد را به‌ویژه در هنگام حرکت بسیار دشوار می‌کند.

با این حال، کهکشان راه شیری که همچون نوار وسیعی از نور در سراسر آسمان شب کشیده شده، به راحتی برای آنها قابل مشاهده است.

ناوبری طبیعی

برای تقلید از این استراتژی ناوبری طبیعی، این تیم تحقیقاتی با نصب یک دوربین بر روی سقف یک وسیله نقلیه، آزمایش‌هایی را انجام دادند.

آنها تصاویری از کهکشان راه شیری را هم زمانی که وسیله نقلیه ساکن بود و هم زمانی که در حال حرکت بود، ثبت کردند. این محققان دریافتند که کهکشان راه شیری بر خلاف ستارگان منفرد، تا حد زیادی تحت تأثیر تاری حاصل از حرکت قرار نمی‌گیرد.

این بینش کلیدی منجر به توسعه یک سیستم بینایی کامپیوتری شد که می‌تواند به کمک جایگاه کهکشان در آسمان مسیر خود را حتی در نور کم و با تکان خوردن قابل توجه به‌طور مطمئن اندازه‌گیری کند.

این حسگر جدید می‌تواند یک روش ناوبری پشتیبان برای ماهواره ها فراهم کرده و از ثبات و موقعیت دقیق آنها اطمینان حاصل کند. همچنین این سنسور می‌تواند پهپادها و ربات‌ها را قادر سازد تا حتی در غیاب نور کافی در محیط‌های پیچیده حرکت کنند.

ییتینگ تائو، نویسنده ارشد، کاندیدای دکترای UniSA گفت:

برای مرحله بعدی می‌خواهم این الگوریتم را روی یک پهپاد قرار داده و به آن اجازه دهیم هواپیما را در حال پرواز در طول شب کنترل کند.

ناوبری سوسک سرگین

سوسک سرگین با استفاده از صورت فلکی ستارگان در کهکشان راه شیری به عنوان یک نقطه مرجع ثابت حرکت می‌کند که به او اجازه می‌دهد گلوله‌های سرگین را در یک خط مستقیم بچرخاند.

در حالیکه بسیاری از حشرات برای ناوبری به خورشید و ماه متکی هستند، سوسک سرگین، همچون برخی از پروانه‌ها، زمانی که این اجرام آسمانی قابل مشاهده نیستند، می‌توانند از نور‌ کهکشان استفاده کند.

آنها این کار را با یک مغز کوچک می‌دهند که در مقایسه با میلیاردها نورون مغز انسان تنها از ده‌ها هزار نورون تشکیل شده است. با این حال آنها هنوز هم موفق به یافتن راه‌حل‌هایی برای زندگی در این دنیای طبیعی می‌شوند.

یافته‌های تحقیق که در مجله Biomimetics منتشر شده است، بر قدرت بیومیمیکری، تمرین الهام گرفتن از طبیعت برای حل مشکلات پیچیده انسانی تاکید دارد.

منبع‌: Interesting engineering