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不用GPS地圖標注世界上最大的“螞蟻”機器人誕生了

1892 法國國家科學(xué)研究中心和艾克斯-馬賽大學(xué)的科學(xué)家，通過模仿沙漠螞蟻的能力，設(shè)計出一種可以獨立移動的機器人，這種機器人利用天體指南針，能在沒有任何GPS地圖標注的情況下返回基地。
機器人的能力模仿的是沙漠螞蟻，這種螞蟻使用地球的磁場進行定位，總能找到回家的路。因此，科學(xué)家把這個機器人命名為AntBot，外形也設(shè)計成螞蟻的樣子。
模仿沙漠螞蟻，定位精確到1厘米
目前，獲取位置的方法多樣，GPS是獲取確定地球位置所需信息的主要方法，已集成到智能手機、手表和汽車上，但GPS在智能手機上的準確度僅為4.9米，誤差相當大。
同步定位和制圖（SLAM）方法廣泛應(yīng)用于自動駕駛汽車、行星探測器和無人駕駛飛行器，SLAM算法可以達到很高的精度，但是計算成本非常高。
激光探測和測距方法也提供可用于自動駕駛汽車和機器人的高分辨率地圖，但缺點在于物理過載和高計算成本，最終導(dǎo)致高價格。
研究人員發(fā)現(xiàn)，沙漠螞蟻導(dǎo)航能力超級強大，它們可以在強敵環(huán)伺的環(huán)境中覓食數(shù)百米，然后找到回家的路，最關(guān)鍵的是，沙漠螞蟻并沒有依靠上述任何一種定位技術(shù)。
這種非凡的導(dǎo)航天賦依賴于兩條信息：一種是天體指南針測量的航向，一種是使用天空的偏振光的定位以及覆蓋的距離。
距離和航向，是研究人員在沙漠螞蟻身上學(xué)到的兩個基本信息，也是AntBot機器人的兩大基礎(chǔ)。
AntBot復(fù)制了沙漠螞蟻卓越的導(dǎo)航能力，它配備了一個光學(xué)羅盤，用于通過偏振光確定其航向，并通過一個光學(xué)運動傳感器指向太陽來測量所覆蓋的距離。有了這些信息，AntBot就像沙漠螞蟻一樣，能夠探索它的環(huán)境并自行返回基地。
沙漠螞蟻和AntBot的路徑對比
研究人員讓AntBot跑了14米的距離后發(fā)現(xiàn)，定位能精確到1厘米。
導(dǎo)航精確到0.4°，天體指南針自動適應(yīng)光強變化
AntBot機器人重量僅為2.3千克，共有六條腿，每條腿有三個自由度，并且是完全由3D打印，可以達到約90厘米/秒的最大行走速度。機器人電子結(jié)構(gòu)及其細節(jié)如下圖所示。
機器人最核心的技術(shù)是兩只白色眼睛——天體指南針，以及
所有傳感器和電子部件均由嵌入式微電腦（Raspberry Pi 2B板）控制，專用于傳感器數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理和導(dǎo)航。
指南針的光學(xué)傳感器總共只有14個像素，其中兩個專門用于對紫外線敏感的羅盤。當將這一對與兩個旋轉(zhuǎn)偏振濾波器組合時，這個羅盤相當于由374個像素組成的兩個陣列，每個陣列都調(diào)整到特定的偏振角。另外12個像素用于測量，能夠自動適應(yīng)光強的巨大變化。
實驗結(jié)果顯示，AntBot能以0.4°精度計算其航向，即使在多云的天氣里也能實現(xiàn)行走和返航，這為自動駕駛和所有機器人中的導(dǎo)航穎策略提供了希望。
不過，目前機器人還不能長距離行駛，并且在沒有光線的夜間情況下無法工作。

標簽：清遠自貢中衛(wèi) 綏化嘉峪關(guān) 淮北濟寧臨夏

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