受蚂蚁视觉导航能力启发 荷兰科学家开发可自主导航、重 56g 的微型无人机

荷兰代尔夫特理工大学的科学家们深受启发于蚂蚁和其他觅食昆虫的视觉导航能力。这些微型智能设备如微型机器人和无人机，拥有在灾区搜救、危险环境侦察和农作物授粉等领域的巨大潜力。它们的导航能力因载荷限制而受到限制，无法携带重量重且耗电高的传感器和处理器。鉴于此，科学家们从蚂蚁等昆虫身上汲取灵感，将其独特的导航技术应用于微型无人机上。

这些昆虫能够将自身的“里程测量”与基于“快照”的视觉引导行为相结合，从而自主导航。行进过程中，蚂蚁会利用自身的视觉系统不定时拍摄周边环境的“快照”，并根据这些“快照”重新找到位置。抵达拍摄“快照”的位置后，它们会对比当前视觉感知与“快照”，并移动至环境差异最小的地方，以返回拍摄“快照”的位置。这一独特的导航方式令人惊叹，并引起了科学家的极大兴趣。

在Tom van Dijk和Guido de Croon两位教授的领导下，代尔夫特理工大学的研究团队成功将这一原理应用于一款仅重56克的微型四旋翼无人机上，为其配备了一台全向相机。尽管空中无人机不能像蚂蚁那样行走以计算步数，但它们通过光流计算运动，类似于蜜蜂的方法来进行测距。无人机配备的小型向下摄像头跟踪视觉场中物体通过的速度。

在返程途中，无人机将当前摄像头图像与先前记录的快照进行比较。考虑到返回途中可能发生的漂移，无人机能够修正航向，直至所见场景与“快照”几乎完全匹配。在室内环境中，这种自主导航方式使无人机能够沿着曲折的100米障碍路线返回基地，仅使用1.16KB的内存。这一创新技术已经在美国《科学・机器人学》杂志上发表相关论文。微型无人机在未来可能将在各个领域展现出广泛的应用前景，包括灾害响应、侦察和精确农业等领域。