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蝙蝠耳激發傳感新技術 改進自治車輛的傳感裝置

2011-07-04

 


美國佐治亞理工大學的研究人員正在研究蝙蝠耳朵中發現的復雜結構,借以改進自治車輛的傳感裝置。

  蝙蝠是我們很多人的所愛,它們有一種非凡的能力,在空中飛行時,能突然轉向、晃動、急墜,以便避開障礙,或在空中抓捕食物。工程師們希望機器人和自治車輛能掌握這種能力,他們正在向蝙蝠耳朵要靈感。

  大多數蝙蝠使用回聲定位的方式導航,尋找獵物,它們的翅膀有很多精密的動作,這是生物學家正在研究的。越來越多的證據表明蝙蝠能存儲感覺信息,并對其快速計算。而佐治亞理工大學機械工程副教授羅爾夫·穆勒特別關注的是蝙蝠的耳朵,它們的結構使其能出色地捕捉空氣中的聲音和振動。蝙蝠耳的幾何原理可能對自治飛行系統有用。

  大多數自治飛行系統具有激光、聲吶或視頻攝像機,能遞送二度/三度空間的海量數據流,幫助機器人或無人機感知自己的位置和面對的障礙。有時數據實在太多了,讓機載計算機(當然是所謂的瘦身系統)溢出。但蝙蝠則能非常快地計算、處理這些輸入。蝙蝠的耳朵,不管是極小的還是超大的,都可能作為助聲器,幫助完成了解周圍山脊和懸物、感知環境的任務。一些蝙蝠的鼻子上還有鼻葉結構,被認為對空氣中的振動敏感。

  蝙蝠發出的超聲波,遇到這些山脊或懸物反彈,并以特定的模式散射,該模式取決于音波頻率及山脊或懸物的形狀。穆勒認為,蝙蝠能以音速過濾這些輸入,瞬間決定朝何處轉向或是否急墜。

  穆勒正在研究蝙蝠對“旁瓣”的利用,所謂旁瓣,是指偏離聲音最敏感點的那些次峰結構。這些結構明顯增強了蝙蝠的聽覺。對多數雷達系統而言,旁瓣被視為是產生噪音的討厭東西,但穆勒對蝙蝠的研究顯示它們可能是有用的。穆勒認為,了解蝙蝠的生理學可能幫助我們實現更好的仿生模擬,開發出可定制的傳感系統

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