Một Robot 6 Chân Ngắm Trời để Điều Hướng Như Một Con Kiến Sa Mạc | MYTOUR

Buzz

Ngày cập nhật gần nhất: 15/3/2026

Nội dung bài viết

Một Robot 6 Chân Ngắm Trời để Điều Hướng Như Một Con Kiến Sa Mạc

Trong trường hợp bạn gần đây đã ghen tị với con kiến sa mạc Cataglyphis fortis, hãy thôi. Rung rinh xung quanh Sahara, loài côn trùng này phải chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt đến mức đôi khi chỉ có thể hoạt động trong khoảng 15 phút trước khi bị thiêu cháy. Điều làm cho tình hình trở nên tồi tệ hơn, là nhiệt độ làm mất hết các dấu mùi hóa học feromon mà kiến thường để lại cho nhau để điều hướng. Bạn lạc mất ở đây, và bạn thực sự là thức ăn nấu chín.

Do đó, kiến sa mạc đã tiến hóa thành siêu năng lực. Chúng tìm kiếm các dải ánh sáng phân cực đặc trưng phát ra từ mặt trời, mà chúng ta con người không thể nhìn thấy, để định hình hướng đi của mình. Chúng cũng đếm số bước đi để xác định khoảng cách đã đi, biến chúng thành những công cụ theo dõi sức khỏe của thế giới côn trùng. Kết hợp hai nguồn thông tin này, những con kiến có thể rối rắm băng băng qua sa mạc để tìm kiếm côn trùng chết ngon và vẫn tìm đường về nhà với độ chính xác đáng kinh ngạc.

Việc cảm nhận ánh sáng phân cực là một kỹ năng không thể thiếu đối với những con kiến, và có lẽ sớm nó sẽ phục vụ cả robot và ô tô tự động. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Aix-Marseille ở Pháp báo cáo ngày hôm nay trên Science Robotics rằng họ đã kỹ sư hóa một robot sáu chân, được đặt tên là AntBot, để tìm đường giống như một con kiến sa mạc. Không phải là trong tương lai xe robot của bạn sẽ điều hướng như vậy một mình, nhưng bằng cách tận dụng ánh sáng phân cực, các máy có thể thêm vào một giác quan hữu ích để bổ sung cho những hệ thống như GPS thất thường.

Vì chúng ta không thể nhìn thấy ánh sáng phân cực từ mặt trời, nó có vẻ không hợp lý với chúng ta con người nhỏ bé này. Đơn giản, đó là một hướng cụ thể của sự truyền tải của ánh sáng. “Hãy thử tưởng tượng có những đường trong bầu trời được hướng theo một hướng nhất định tùy thuộc vào vị trí của mặt trời,” bioroboticist Stéphane Viollet, đồng tác giả trên bài báo mới, nói. “Có một mẫu hình trong bầu trời, và mẫu hình này được kiến sử dụng để đo đạc hướng đi.” Đó giống như một bản đồ toàn cầu vẽ trải dọc bầu trời. Như bạn có thể thấy trong video hữu ích này, bộ lọc có thể làm cho mắt người nhìn thấy những gì kiến thấy một cách tự nhiên.

Để nhìn như một con kiến sa mạc, AntBot đang sử dụng một cảm biến ngạc nhiên đơn giản, được biết đến là la bàn thiên hà. Nó có hai photodiodes chuyển đổi ánh sáng UV có phân cực của mặt trời thành tín hiệu điện. “Đây là tầm nhìn tuyệt đối phi thường,” tác giả chính nghiên cứu Julien Dupeyroux nói. “Đây là các cảm biến rất tối giản.”

Đó là phần thông tin đầu tiên mà robot cần. Phần thứ hai là khoảng cách đã đi, điều này rất đơn giản: AntBot cũng sẽ đếm số bước đi, giống như nguồn cảm hứng ở sa mạc của nó. Kiến cũng đào tạo một phần của mắt mình xuống đất để có ý tưởng về tốc độ của họ, điều này được kết hợp với số bước đi để cung cấp cho loài côn trùng một ý tưởng về họ đã đi được bao xa, và do đó cần đi bao xa để quay về tổ. AntBot cũng làm điều này với một cái gọi là cảm biến dòng quang học - đơn giản là đoán xem mặt đất di chuyển nhanh chóng qua mắt.

“Bạn chỉ cần hai mảnh thông tin cơ bản,” Viollet nói. “Bạn cần biết hướng đi của mình, và bạn cần biết khoảng cách đã đi. Khi bạn quyết định quay lại nhà, bạn có thể dễ dàng ước lượng vị trí của mình đối với tổ.”

Kiến phải rất chính xác với loại tính toán này, vì không có chỗ cho sai sót trong sa mạc cháy bỏng. Và hóa ra AntBot cũng có thể quản lý độ chính xác đáng kinh ngạc, đặc biệt là khi kỹ thuật cảm nhận của nó rất đơn giản. Để kiểm tra nó, các nhà nghiên cứu lập trình robot để “lượm” giống như một con kiến sa mạc - nghĩa là, rối rắm thay vì đi thẳng một hướng.

Nhìn vào hình ở trên. Ở bên trái là quỹ đạo của con kiến, đường đuợc làm mảnh hơn là đường đi ra và đường dày hơn, thẳng hơn là đường về nhà. Ở bên phải là sự cố gắng của robot (những điểm đậm trên đường là nơi nó dừng lại để xác định hướng đi). Trong các thí nghiệm ngoại ô, AntBot đã thể hiện khả năng đi được gần 50 feet, nhưng vẫn tìm được đường trở lại điểm xuất phát với độ chính xác dưới một nửa inch.

Ý tưởng tiến lên, sau đó, là điều chỉnh hệ thống này như là một bổ sung cho các giác quan robot khác, như thị giác máy truyền thống và lidar (kỹ thuật định hình môi trường bằng cách phủ nó bằng tia laser). Cả hai đều tốn năng lượng và tính toán, nhưng cảm biến của AntBot ít tốn nhiều hơn nhiều - hãy nhớ, chỉ là hai điểm ảnh theo dõi ánh sáng phân cực UV. Ngoài ra, loại điều hướng này còn hoạt động ngay cả khi trời âm u, vì ánh sáng UV có thể xuyên qua mây.

Nó cũng có thể giúp bù đắp cho những hạn chế của GPS, đặc biệt là vấn đề cho các ô tô tự động. “Có rất nhiều cấu trúc kim loại trong các thành phố, và điều này làm nhiễu loạn trường từ trường,” Julien Serres, đồng tác giả trên bài báo nói. “Chúng tôi nghĩ rằng việc thêm cảm biến thị giác này có thể giúp có thông tin đáng tin cậy cho bộ tự động.”

Trong lĩnh vực robot học nói chung, cách tiếp cận này là một ví dụ khác về cách thế giới tự nhiên có thể cung cấp ý tưởng thiết kế để vượt qua nhược điểm của công nghệ hiện tại. Sự lựa chọn tự nhiên không chấp nhận việc lãng phí năng lượng - các sinh vật được tối ưu hóa để sử dụng ít năng lượng nhất có thể để sống sót. Kiến sa mạc không phải là ngoại lệ. Điều mà những nhà nghiên cứu này đã làm là áp dụng một cách cực kỳ tiết kiệm năng lượng để cảm nhận thế giới, mà sau đó họ có thể làm sáng tạo hơn.

“Tôi nghĩ đó là một chiến lược hoạt động rất tốt,” nói Jeremy Fishel, đồng sáng lập và Giám đốc Công nghệ của SynTouch, công ty đã phát triển một hệ thống mang lại cho robot sức mạnh của cảm giác. “Bạn nghiên cứu về sinh học, và sau đó bạn mang nó vào thế giới nhân tạo, và sau đó bạn có thể lặp lại nhanh chóng.” Có nghĩa là, những nhà nghiên cứu này có thể lấy một hệ thống mà lựa chọn tự nhiên đã chăm sóc cẩn thận qua hàng nghìn năm, và điều chỉnh nó thêm cho một robot.

Vì vậy, hãy nâng cốc cho con kiến sa mạc, lao động trong địa ngục và tình cờ giúp đỡ robot điều hướng trong thế giới lớn này của chúng ta.

Các câu hỏi thường gặp

Robot sáu chân AntBot hoạt động như thế nào để điều hướng giống như kiến sa mạc?

AntBot sử dụng hai nguồn thông tin để điều hướng: cảm nhận ánh sáng phân cực và đếm số bước đi. Nó áp dụng la bàn thiên hà để phát hiện ánh sáng UV phân cực, cùng với cảm biến dòng quang học để xác định khoảng cách đã đi.

Tại sao việc cảm nhận ánh sáng phân cực lại quan trọng đối với kiến sa mạc?

Cảm nhận ánh sáng phân cực giúp kiến sa mạc định hình hướng đi trong điều kiện khắc nghiệt, nơi mà các dấu mùi hóa học bị mất. Điều này cho phép chúng điều hướng chính xác trong môi trường sa mạc đầy thử thách.

AntBot có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện thời tiết xấu không?

Có, AntBot vẫn có thể hoạt động hiệu quả ngay cả khi trời âm u, vì ánh sáng UV có thể xuyên qua mây. Điều này giúp nó duy trì khả năng điều hướng mà không bị ảnh hưởng bởi thời tiết.

Sự phát triển của AntBot có ý nghĩa gì cho tương lai của robot và ô tô tự động?

Sự phát triển của AntBot mở ra khả năng cải thiện hệ thống định vị cho robot và ô tô tự động. Việc thêm cảm biến ánh sáng phân cực có thể bù đắp cho những hạn chế của GPS, đặc biệt trong môi trường có nhiều kim loại.

Cách mà AntBot giảm thiểu năng lượng tiêu thụ trong quá trình hoạt động là gì?

AntBot sử dụng các cảm biến rất tối giản để cảm nhận thế giới, chỉ cần hai photodiodes để phát hiện ánh sáng phân cực, từ đó giúp tiết kiệm năng lượng so với các hệ thống định vị phức tạp khác.

Nội dung từ Mytour nhằm chăm sóc khách hàng và khuyến khích du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không áp dụng cho mục đích khác.

Nếu bài viết sai sót hoặc không phù hợp, vui lòng liên hệ qua Zalo: 0978812412 hoặc Email: [email protected]