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國(guó)外開(kāi)發(fā)新型“蜘蛛”靈敏傳感器 提高自動(dòng)駕駛性能

2019-06-04 09:02 傳感網(wǎng)絡(luò)

導(dǎo)讀:我們眼中的自動(dòng)駕駛,一般可以理解為設(shè)計(jì)一個(gè)與人類(lèi)一樣甚至超越人類(lèi)表現(xiàn)的駕駛水準(zhǔn),因此,其技術(shù)路線(xiàn)效法的對(duì)象自然也就是人類(lèi)本身。

據(jù)外媒報(bào)道,近日,國(guó)外研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型傳感器,可用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)或無(wú)人機(jī),使它們擁有更好的傳感能力,可以更快地處理感官信息,更好的檢測(cè)與避開(kāi)物體,提供更有效、更靈敏的危險(xiǎn)避免系統(tǒng)。

我們眼中的自動(dòng)駕駛,一般可以理解為設(shè)計(jì)一個(gè)與人類(lèi)一樣甚至超越人類(lèi)表現(xiàn)的駕駛水準(zhǔn),因此,其技術(shù)路線(xiàn)效法的對(duì)象自然也就是人類(lèi)本身。以深度學(xué)習(xí)來(lái)模擬人類(lèi)的大腦,為決策提供強(qiáng)大的計(jì)算能力;以攝像頭、激光雷達(dá)等代替人類(lèi)的雙眼,實(shí)現(xiàn)高效的傳感器融合。

然而,且不提目前的傳感器技術(shù)并沒(méi)有完全釋放類(lèi)人的潛力,而且即使是真人上陣,也經(jīng)常有預(yù)判失誤導(dǎo)致事故。那么,將動(dòng)物們的“超能力”引入自動(dòng)駕駛,會(huì)讓事情出現(xiàn)轉(zhuǎn)變嗎?

國(guó)外開(kāi)發(fā)蜘蛛靈敏傳感器 提高自動(dòng)駕駛性能

據(jù)外媒報(bào)道,近日,國(guó)外研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型傳感器,可用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)或無(wú)人機(jī),使它們擁有更好的傳感能力,可以更快地處理感官信息,更好的檢測(cè)與避開(kāi)物體,提供更有效、更靈敏的危險(xiǎn)避免系統(tǒng)。

據(jù)悉,此新型傳感器是研究人員通過(guò)對(duì)蜘蛛、蝙蝠、鳥(niǎo)類(lèi)和其他動(dòng)物的傳感器得到的一些靈感而開(kāi)發(fā)出的。

研究人員解釋說(shuō),蜘蛛,蝙蝠或鳥(niǎo)類(lèi)本身的傳感器非???,他們之所以能夠如此快速地處理數(shù)據(jù),原因之一是這些動(dòng)物并不需要處理所有的數(shù)據(jù),他們只需響應(yīng)威脅安全的信息并作出反應(yīng)。

國(guó)外開(kāi)發(fā)蜘蛛靈敏傳感器 提高自動(dòng)駕駛性能

“大自然并不需要收集每一條數(shù)據(jù),它會(huì)過(guò)濾掉無(wú)用的數(shù)據(jù)?!痹S多生物機(jī)械傳感器根據(jù)閾值(或者壓力、溫度的變化)來(lái)過(guò)濾他們從環(huán)境中接收到的數(shù)據(jù),并且用頭發(fā)、纖毛或羽毛的形式來(lái)檢測(cè)和處理昆蟲(chóng)/動(dòng)物生存所必需的信息。如當(dāng)獵物落在蛛網(wǎng)上時(shí),蜘蛛腿上的毛發(fā)會(huì)以特定的頻率振動(dòng),并刺激機(jī)械感受器。但是當(dāng)塵埃落在蛛網(wǎng)上時(shí),機(jī)械感受器對(duì)其振動(dòng)頻率沒(méi)有反應(yīng),因?yàn)樗鼘?duì)蜘蛛的存活并不重要。

而研究人員開(kāi)發(fā)的新型傳感器就是由生物的神經(jīng)末梢與稱(chēng)為機(jī)械感受器的特殊神經(jīng)元相關(guān)聯(lián)。研究人員希望它能以類(lèi)似的方式反應(yīng),將傳感器集成到自動(dòng)機(jī)器的外殼中,比如飛機(jī)機(jī)翼或汽車(chē)車(chē)身,選擇性地處理信息,減少信息處理量并提高處理速度。

同時(shí),他們開(kāi)發(fā)的新型傳感器不僅能夠以非??斓乃俣雀兄瓦^(guò)濾數(shù)據(jù),還可以計(jì)算數(shù)據(jù),而且無(wú)需電源。

國(guó)外開(kāi)發(fā)蜘蛛靈敏傳感器 提高自動(dòng)駕駛性能

在自然界中,一旦某個(gè)特定的力水平激活了與毛狀機(jī)械傳感器相關(guān)的機(jī)械感受器,這些機(jī)械感受器就會(huì)通過(guò)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)來(lái)計(jì)算信息。研究人員在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了同樣的傳感器并利用這些開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)解釋這些信號(hào)。

研究人員說(shuō):“硬件和軟件本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別,它們都是相互關(guān)聯(lián)的。傳感器旨在解釋數(shù)據(jù)、以及收集和過(guò)濾數(shù)據(jù)?!?/p>

人工機(jī)械傳感器由于硬度高,能夠非??焖俚馗兄?、過(guò)濾和計(jì)算。新型傳感器材料被設(shè)計(jì)成在外力作用下快速改變形狀。形狀的改變使材料內(nèi)部的導(dǎo)電粒子相互靠近,從而使電流通過(guò)傳感器并攜帶信號(hào)。

研究人員說(shuō):“借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法,我們可以以最小的能耗訓(xùn)練這些傳感器來(lái)自主工作,制造各種尺寸的傳感器也是沒(méi)有障礙?!?/p>

如果該團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)并部署這種傳感器,將有助于自動(dòng)駕駛汽車(chē)或者無(wú)人機(jī)在危險(xiǎn)環(huán)境中導(dǎo)航,并幫助自動(dòng)駕駛汽車(chē)避開(kāi)道路上的危險(xiǎn)。