ساخت پهپاد جدید با الهام از پرواز حشره ها

دانشمندان دانشگاه فناوری دلفت هلند و دانشگاه اکس مارسی فرانسه، نظریه جدیدی در مورد چگونگی تعیین حس گرانش حشرات در حین پرواز ارائه کردند. نتایج این مطالعه ممکن است بر ساخت پهپاد های کوچک خودران تأثیر بگذارد.

همانطور که در این مقاله توضیح داده شده، روشی که حشرات از آن برای تعیین جهت گرانش استفاده می کنند و در حین پرواز شتاب می گیرند، هنوز برای دانشمندان یک معماست. از آنجایی که آن ها اندام حسگر خاصی را ندارند، شواهد روشنی مبنی بر اینکه چگونه آن ها تفاوت سطح بالا از پایین را متوجه می شوند، وجود نداشت. با این حال، یافته های جدید نشان می دهد که حشرات از روش تشخیص حرکت بصری همراه با حرکات خود استفاده می کنند تا حس جهت را دریابند.

این توضیح احتمالی برای عادات پروازی آن ها نه تنها یک کشف مهم بیولوژیکی است، بلکه فناورانه نیز هست. پهپاد ها معمولاً شتاب سنج هایی برای کمک به پرواز دارند، اما اجرای مدل پرواز حشرات ممکن است راه را برای توسعه نسل جدیدی از گجت ها هموار کند. به طور خاص، این نظریه ابتکاری ممکن است از توسعه پهپاد های خودران کوچک پشتیبانی کند.

چه هواپیما های بدون سرنشین، چه حشرات و چه خلبانان انسانی، داشتن حس جاذبه در هنگام پرواز ضروری است. به عنوان مثال، خلبانی که در میان ابر ها پرواز می کند ممکن است حس جهت را از دست بدهد، به همین دلیل است که ارتفاع سنج هواپیما این امکان را فراهم می کند. به طور مشابه، در حالی که هواپیما های بدون سرنشین از شتاب سنج ها استفاده می کنند، حشرات از شار نوری (optical flow) استفاده می کنند.

شار نوری الگوی حرکت آشکار اشیاء، سطوح و لبه ها در یک صحنه بصری است که ناشی از حرکت نسبی بین یک ناظر و یک صحنه است. شار نوری را همچنین می توان به عنوان توزیع سرعت آشکار حرکت در الگوی روشنایی در یک تصویر نیز معرفی کرد. مفهوم شار نوری توسط جیمز جونیور گیبسون، روانشناس آمریکایی در دهه ۱۹۴۰، برای توصیف محرک های دیداری فراهم شده برای حیوانات در حال حرکت در سراسر دنیا معرفی شد.

واژه شار نوری در علم رباتیک، در مواردی همچون روش های مرتبط با پردازش تصویر و کنترل جهت یابی شامل تشخیص حرکت، قطعه بندی جسم، اطلاعات زمان تماس و تمرکز محاسبات گسترده، روشنایی، کدگذاری جبران شده حرکت و اندازه گیری اختلاف استریو استفاده می شود.

شار نوری حرکت نسبی است که نمای یک ناظر و محیط را باهم مقایسه می کند. حشره ها این شار نوری را با مدل های حرکتی ترکیب می کنند تا جهت گرانش را پیدا کنند. این روش ممکن است در رباتیک اعمال شود و توسعه پهپاد های کوچک حشره مانند ممکن است به واقعیت تبدیل شوند.