Gatunek owada, który ewoluował 130 milionów lat temu, stał się inspiracją dla nowego badania mającego na celu poprawę systemów nawigacyjnych w dronach, robotach i satelitach orbitujących wokół Ziemi.
Żuk gnojowy jest pierwszym znanym gatunkiem, który wykorzystuje Drogę Mleczną jako punkt odniesienia do nawigacji nocą. Skupiając się na konstelacji gwiazd, owad ten toczy kulki odchodów w linii prostej, z dala od swoich konkurentów.
Szwedzcy badacze dokonali tego odkrycia w 2013 roku, a dekadę później inżynierowie z Australii modelują tę samą technikę używaną przez żuka gnojowego, aby opracować czujnik sztucznej inteligencji, który dokładnie mierzy orientację Drogi Mlecznej w warunkach słabego oświetlenia.
Profesor Javaan Chahl z Uniwersytetu Południowej Australii, specjalista ds. teledetekcji, wraz z zespołem doktorantów, wykorzystał wizję komputerową, aby pokazać, że szeroki pas światła tworzący Drogę Mleczną nie jest podatny na rozmycie ruchu, w przeciwieństwie do pojedynczych gwiazd.
„Nocne żuki gnojowe poruszają głową i ciałem podczas toczenia kulki odchodów po polu, potrzebując stałego punktu orientacyjnego na nocnym niebie, aby utrzymać kierunek ruchu,” mówi prof. Chahl. „Ich małe, złożone oczy utrudniają rozróżnienie pojedynczych gwiazd, szczególnie w ruchu, podczas gdy Droga Mleczna jest wyraźnie widoczna.”
W serii eksperymentów z wykorzystaniem kamery zamontowanej na dachu pojazdu, badacze z UniSA uchwycili obrazy Drogi Mlecznej, zarówno gdy pojazd był nieruchomy, jak i w ruchu. Korzystając z tych zdjęć, opracowali system widzenia komputerowego, który niezawodnie mierzy orientację Drogi Mlecznej, co stanowi pierwszy krok w kierunku stworzenia systemu nawigacyjnego.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Biomimetics”.
Główna autorka badania, doktorantka UniSA Yiting Tao, twierdzi, że czujnik orientacji może być awaryjnym systemem stabilizacji satelitów i pomóc dronom oraz robotom w nawigacji w słabym oświetleniu, nawet w sytuacjach, gdy występuje silne rozmycie spowodowane ruchem i wibracjami.
„Następnym krokiem będzie umieszczenie algorytmu na dronie i pozwolenie mu na kontrolowanie lotu w nocy,” mówi Tao.
Słońce pomaga wielu owadom w nawigacji w ciągu dnia, w tym osom, ważkom, pszczołom i mrówkom pustynnym. Nocą, księżyc również stanowi punkt odniesienia dla nocnych owadów, jednak nie zawsze jest widoczny, dlatego żuki gnojowe i niektóre ćmy używają Drogi Mlecznej do orientacji.
Prof. Chahl twierdzi, że wizja owadów od dawna inspirowała inżynierów zajmujących się systemami nawigacyjnymi.
„Owady rozwiązują problemy nawigacyjne od milionów lat, w tym te, z którymi zmagają się nawet najbardziej zaawansowane maszyny. I to wszystko w maleńkim pakiecie. Ich mózgi składają się z dziesiątek tysięcy neuronów, w porównaniu do miliardów neuronów u ludzi, a mimo to potrafią znaleźć rozwiązania zaczerpnięte ze świata przyrody,” dodaje profesor Chahl.
sciencedaily.com
