В основу разработки робота легло развитое навигационное умение муравьев.
Человеческие глаза нечувствительны к поляризованному свету и ультрафиолетовому излучению, чего нельзя сказать о муравьях, например. Муравьи пустыни Катаглиф могут, в частности, пройти несколько сотен метров под прямыми солнечными лучами в пустыне, чтобы найти пищу, а затем вернуться по прямой линии к гнезду, не теряясь. Их необыкновенный навигационный талант опирается на две части: направление, измеренное с помощью своего рода «небесного компаса», чтобы ориентироваться, используя поляризованный свет неба, и пройденное расстояние, измеряемое простым подсчетом шагов и включением скорости движения относительно Солнца. Расстояние и курс – две основные части, которые в комплексе позволяют им беспрепятственно возвращаться в гнездо.
AntBot – новый робот, разработанный исследователями CNRS и Университета Экс-Марселя (AMU), копирует исключительные возможности навигации муравьев. Он оснащен оптическим компасом, используемым для определения направления с помощью поляризованного света, и оптическим датчиком движения, направленным на Солнце, для измерения пройденного расстояния. Вооружившись этой информацией, AntBot, как и пустынные муравьи, способен исследовать окружающую среду и самостоятельно возвращаться на свою базу с точностью до 1 см после преодоления общего расстояния в 14 метров. Вес в 2,3 кг и рост в шесть футов позволяют ему перемещаться в сложных условиях, особенно там, где развертывание колесных роботов и беспилотников может быть затруднено (районы бедствий, пересеченная местность, исследование внеземных почв и т. д.).
Разработанный учеными оптический компас чувствителен к поляризованному ультрафиолетовому излучению неба. Используя этот «небесный компас», AntBot измеряет курс с точностью до 0,4 ° в ясную или облачную погоду. Точность навигации, достигнутая с помощью минималистических датчиков, доказывает, что роботизированная биотехнология обладает огромными возможностями для инноваций.
Ученые добились трех достижений – был разработан новый робот, инновационные и нетрадиционные оптические датчики, а также AntBot дал новое понимание того, как перемещаются пустынные муравьи, путем тестирования нескольких моделей, которые биологи предположили для имитации этого животного. Но прежде чем исследовать потенциальные применения в авиационной робототехнике или в автомобильной промышленности, необходимо добиться прогресса, например, в том, как эксплуатировать этого робота ночью или на более длинных расстояниях.
Фото: Julien Dupeyroux, ISM (CNRS/AMU)
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.