Ny forskning: Myrinspirerad teknik förbättrar robotarnas navigering genom att använda insektmetoder.

StockholmForskare vid TU Delft har utvecklat ett nytt sätt för små robotar att navigera, inspirerat av myror. Robotarna använder visuella ledtrådar och håller koll på sina steg, likt hur myror hittar sin väg. Denna nya metod är viktig eftersom små robotar har begränsad processorkraft och batteritid. Studien publicerades i Science Robotics den 17 juli 2024.

Därför är detta viktigt:

• Reducerar behovet av datorkraft och minnesanvändning.
• Gör det möjligt för små robotar att navigera självständigt utan extern infrastruktur.
• Möjliga användningsområden inom industriell inspektion och jordbruk.

Små robotar som väger mellan tiotals och några hundra gram kan vara säkrare och mer effektiva. De kan röra sig genom trånga utrymmen och är mindre farliga om de skulle stöta emot människor. Men deras lilla storlek innebär att de inte kan bära tunga och strömkrävande sensorer som större robotar. Vanliga navigeringsverktyg som GPS eller LiDAR är ofta för stora eller inte lämpliga för dessa små robotar.

TU Delft-teamet fann en lösning genom att studera naturen. Myror rör sig effektivt genom att använda sin egen rörelseavkänning, kallad odometri, och enkel visuell minne. Denna metod kräver mycket lite processorkraft, vilket gör den perfekt för små robotar. Biologer upptäckte att myror tar snabba bilder av sin omgivning. När de återvänder hem jämför myrorna sin nuvarande vy med dessa bilder för att hitta hem.

Forskare testade denna modell på en 56 grams drönare som heter "CrazyFlie". Drönaren använder en enkel kamera och en liten dator, kallad mikrokontroller, för navigation. Till skillnad från mer komplicerade system, behöver den bara 0,65 kilobyte data för varje 100 meter den färdas. Drönaren tar bilder med jämna avstånd och använder en process som kallas odometri för att röra sig mellan dessa punkter. Denna metod hjälper drönaren att färdas längre med minimal energiförbrukning och beräkningsresurser.

Läs också:

Idag · 15:59

Hur våra politiska åsikter påverkar chokladval: en oväntad koppling till social identitet

Dr. Tom van Dijk, som är huvudförfattare till studien, påpekade att roboten kan röra sig effektivt mellan sparade positioner. Det väsentliga är att placera dessa positioner tillräckligt långt isär för att spara utrymme, men tillräckligt nära för att säkerställa att roboten kan navigera väl.

Professorn Guido de Croon, en medförfattare, förklarade att denna metod inte skapar detaljerade 3D-kartor. Istället gör den det möjligt för roboten att återvända till utgångspunkten. Detta är tillräckligt för uppgifter som att kontrollera lager i lagerlokaler eller inspektera grödor i växthus. Drönaren kan samla in data och återvända för att ladda upp den, vilket förenklar uppgiften utan behovet av avancerad bearbetning.

Små robotar har många olika användningsområden. De kan användas i stora antal för att tidigt upptäcka skadedjur eller sjukdomar på jordbruksmarker. De kan också kontrollera lagerhållning i lagerlokaler eller leta efter gasläckor i fabriker. Eftersom de är små kan de lätt röra sig inomhus utan att orsaka problem.

Denna nya navigationsmetod för robotar är betydelsefull eftersom den gör det möjligt för små självgående robotar att fungera effektivt i verkliga situationer. Den kräver minimalt med beräkningskraft och minne, vilket gör den till ett både användbart och prisvärt alternativ för många tillämpningar.