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模仿苍蝇的视觉来控制机器人

B是的 研究人员研究了果蝇如何使用眼球运动以惊人的快速反应速度(比眨眼快 30 倍)来增强飞行控制,研究人员详细介绍了一个框架来模仿机器人技术中的这种能力。该团队研究了系在由 LED 灯构建并使用高速摄像机记录的虚拟现实飞行模拟器中的果蝇的运动。

该团队能够确定果蝇如何使用眼球运动来快速协调它们的翅膀以响应它们所看到的。由于苍蝇的眼睛固定在头部,研究人员跟踪头部运动来推断苍蝇在看哪里。稳定凝视是大多数生物都能做到的普通现象;例如,人类可以无缝移动眼睛、头部和/或身体来扫描房间。

虽然该领域之前的大部分研究都集中在机翼运动上,但了解像苍蝇这样的动物如何使用主动眼球运动来控制飞行可以大大增强机器人技术。目前,大多数机器人都有固定传感器,保持传感和运动分离。但是,通过能够在身体上移动的视觉传感器的协调,更好地模拟眼睛和大脑,机器人的飞行控制可以大大提高。

为了支持这一理论,研究人员确定果蝇的眼睛的反应速度比动物的身体或翅膀快四倍。这些反应也紧密耦合,表明苍蝇严重依赖眼球运动来协调它们的翅膀运动。通过减少运动模糊,他们的眼睛可以比原先想象的更好地控制和稳定视力。

此外,他们发现,当苍蝇小心地将胶水涂在头上,然后在虚拟现实飞行模拟器中进行记录时,它们头部运动的限制对飞行性能产生了巨大的影响。发现的一个重要原理是,苍蝇的眼睛减慢了进入大脑的视觉运动,这个过程增强了它们的飞行行为。研究人员在这项工作中证明了这一点,他们相信解开生物世界的秘密可能会对技术产生广泛的影响。


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