研究人員利用蜜蜂的導(dǎo)航知識(shí) 為無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)人工蜜蜂大腦

時(shí)間:2020-03-25

來(lái)源:東方財(cái)富網(wǎng)

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導(dǎo)語(yǔ):據(jù)外媒報(bào)道,把小小的天線粘到蜜蜂的背上并不是一件容易的事情,不過(guò),英國(guó)倫敦瑪麗女王大學(xué)(Queen Mary University of London)的研究人員們相信,如果他們能夠弄清楚蜜蜂如何依靠視覺環(huán)游世界,他們就能再造出一個(gè)合成昆蟲大腦,以控制無(wú)人機(jī)和無(wú)人駕駛汽車,并讓無(wú)人機(jī)和無(wú)人駕駛汽車能夠更直觀地移動(dòng)。

   據(jù)外媒報(bào)道,把小小的天線粘到蜜蜂的背上并不是一件容易的事情,不過(guò),英國(guó)倫敦瑪麗女王大學(xué)(Queen Mary University of London)的研究人員們相信,如果他們能夠弄清楚蜜蜂如何依靠視覺環(huán)游世界,他們就能再造出一個(gè)合成昆蟲大腦,以控制無(wú)人機(jī)和無(wú)人駕駛汽車,并讓無(wú)人機(jī)和無(wú)人駕駛汽車能夠更直觀地移動(dòng)。

  目前,無(wú)人機(jī)和自動(dòng)駕駛汽車都利用GPS和已經(jīng)規(guī)劃好的路線,四處活動(dòng)。但是,如果信號(hào)丟失,或者規(guī)劃好的路線上有障礙,它們就會(huì)很難自己調(diào)整方向,找到新的路線。

  而蜜蜂每日的工作就是將花蜜從一個(gè)地方運(yùn)送到另一個(gè)地方,進(jìn)化已經(jīng)幫助它們解決了無(wú)人機(jī)和自動(dòng)駕駛汽車遇到的上述問(wèn)題,因此,工程師們希望能夠利用這個(gè)已經(jīng)進(jìn)化了1億年的自然選擇。

  為了確定蜜蜂的活動(dòng)方式,科學(xué)家們?cè)跀?shù)百只蜜蜂和大黃蜂的背部和頭部安裝了微型無(wú)線電應(yīng)答器,在它們快速飛過(guò)Hertfordshire鄉(xiāng)村時(shí),對(duì)它們進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在將蜜蜂們的運(yùn)動(dòng)軌跡繪制到3D數(shù)字重建的飛行區(qū)域后,研究人員們可以計(jì)算出蜜蜂在飛行過(guò)程中做出的決策,以及它們是如何改變飛行路線的。

  到目前為止,研究人員已經(jīng)將25%的蜜蜂大腦建模,主要是處理視覺處理部分的大腦,并且創(chuàng)造了一個(gè)在基本昆蟲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的“蜜蜂機(jī)器人”(bee-bot)原型。研究的下一步是,當(dāng)蜜蜂在一個(gè)具有全景景觀的虛擬現(xiàn)實(shí)房間中活動(dòng)時(shí),記錄下其神經(jīng)元,以進(jìn)一步了解它們?nèi)绾巫鰶Q策。

  謝菲爾德大學(xué)(the University of Sheffield)的James Marshall教授領(lǐng)導(dǎo)了該項(xiàng)目,并創(chuàng)建了一家衍生蜜蜂公司 - Opteran Technologies,并表示:“令人印象深刻的是,一只蜜蜂只有針頭大小的大腦,卻能夠在飛行超過(guò)5英里后,還記得回家的路。所以,我覺得我們應(yīng)該嘗試在無(wú)人機(jī)和無(wú)人駕駛汽車中模擬蜜蜂的大腦,這比讓無(wú)人機(jī)和無(wú)人駕駛汽車像人腦一樣工作更實(shí)際。”

  蜜蜂的大腦只有100萬(wàn)個(gè)腦細(xì)胞,而人類大腦有大約1000億個(gè),但是,蜜蜂還是可以在各種天氣和季節(jié)條件下飛行數(shù)英里,還能夠記住單個(gè)植物,通過(guò)擺尾舞將植物的位置告訴蜂巢中的其他蜜蜂。

  研究人員們認(rèn)為,蜜蜂是果蠅等真正原始的昆蟲大腦與哺乳動(dòng)物之間的“最佳狀態(tài)”(sweet spot),因?yàn)椴溉閯?dòng)物的大腦結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,難以繪制。通過(guò)逆向研究蜜蜂的大腦,研究人員希望設(shè)計(jì)出一種新型人工智能(AI),該AI能夠基于自然神經(jīng)處理過(guò)程,而不是基于機(jī)器學(xué)習(xí)。

  Marshall教授表示:“有很多人在研究、設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng),但是從根本上看,根本就沒有設(shè)計(jì)出一個(gè)與蜜蜂一樣的高效、強(qiáng)大的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。基本上蜜蜂就是微型機(jī)器人,是性能保持不變的視覺導(dǎo)航器,能夠在復(fù)雜的3D環(huán)境中活動(dòng),而且只需要最少的知識(shí),只需要1立方毫米大腦中的100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元。因此,如果能夠重建蜜蜂大腦中的一小部分,就是設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的一大飛躍。”

  自動(dòng)駕駛汽車或無(wú)人機(jī)配備了人工合成的“蜜蜂大腦”后,只需要告知其目的地,然后它們就可以利用自身內(nèi)部的指南針和參考點(diǎn)到達(dá)目的地。

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