Більшість сучасних роботизованих пристроїв орієнтується в просторі завдяки GPS. Але французькі інженери з Національного центру наукових досліджень Франції і Університету Екс-Марсель впевнені, що існує більш зручна система навігації, яка, будучи не менш точною, не вимагає складної обробки даних. Це «сонячний компас», яким користуються пустельні мурахи.
Вчені пояснюють, що ці дивні створіння здатні долати сотні метрів в пошуках їжі, а потім повертатися в свої гнізда, не збиваючись зі шляху. Секрет їх незвичайного навігаційного таланту полягає в тому, що їх очі мають спеціальні клітини, які виявляють поляризоване світло. Вони допомагають мурашкам визначати напрямок руху «по небу», орієнтуючись на висоту сонця над горизонтом (поляризація розсіяного випромінювання залежить від часу доби).
«Уявіть, що на небі є лінії, розташування яких змінюється в залежності від положення сонця. Це своєрідна карта, яку мураха використовує для коригування курсу», – каже біоробототехнік Стефан Виолле з Університету Екс-Марсель.
До того ж пустельні мурахи здатні оцінювати пройдене відстань. Для цього вони підраховують кількість зроблених кроків і враховують власну швидкість руху (її комахи «визначають» по оптичному потоку – швидкості руху поверхні щодо сітківки).
Об’єднуючи інформацію про відстань і напрямку, мурахи повертаються в гнізда, причому роблять це по найкоротшому шляху, використовуючи метод інтегрування по траєкторії.
Французькі інженери вирішили спробувати наділити робота такими ж здібностями. З цією метою вони створили AntBot – двокілограмового гексабота, обладнаного поряд датчиків, свідчення яких збираються в Одноплатному комп’ютері Raspberry Pi.
В якості сонячного компаса робот використовує пару ультрафіолетових сенсорів, а також поляризатори, обертання яких дозволяє встановити розподіл поляризації падаючого світла по небу. З їх допомогою «робомураха» визначає напрямок руху.
Також AntBot оснащений датчиком оптичного потоку, що складається з двох рядів по шість гексагональних пікселів. Вивчаючи затримку появи зображення на двох сусідніх пікселях, пристрій розраховує оптичний потік.
Крім цього, робот може запам’ятовувати кількість зроблених кроків і контролювати швидкість пересування.
Експерименти показали, що Antbot, як і пустельні мурахи, здатний досліджувати навколишнє середовище і без проблем самостійно повертатися на свою базу. Віддаляючись від неї на відстань від 5 до 14 метрів, він кожен раз знаходив «будинок» найкоротшою дорогою незалежно від складності пройденого шляху (іноді з похибкою всього в кілька сантиметрів).
Інженери відзначають, що роботи, оснащені сонячним компасом, зможуть пересуватися в умовах, несприятливих для існуючих рішень, і будуть більш ефективні при проведенні рятувальних операцій в районах стихійних лих, а також при вивченні місць, де недоступний сигнал GPS.
Надалі фахівці мають намір удосконалити навігаційну систему, щоб AntBot міг орієнтуватися в просторі при поганій погоді, під покровом дерев і навіть вночі (мурахи, наприклад, під час відсутності сонця калібрують навігаційну систему по геомагнитному полю Землі).
Читайте також: «ДТЕК» ЗБУДУВАЛИ В УКРАЇНІ ОДНУ З НАЙБІЛЬШИХ СЕС В ЄС
