仿生传感器赋能自主机器视觉：蜘蛛蝙蝠启发的导航新范式

自然界的感知智慧超越现有技术

更强感知能力将使无人机在危险环境导航、汽车预防人为错误事故成为可能。当前最先进传感器技术数据处理不够快，但自然界做得到。

研究人员构建受蜘蛛、蝙蝠、鸟类等动物启发的传感器，其真实感官是连接特殊神经元（机械感受器）的神经末梢。神经末梢——机械传感器——仅检测处理对动物生存至关重要的信息。形式为毛发、纤毛、羽毛。许多生物机械传感器按阈值过滤数据——如压力或温度变化。

蜘蛛多毛机械传感器位于腿上。当蜘蛛网以猎物或配偶相关频率振动，机械传感器检测产生反射，蜘蛛极快反应。机械传感器不检测灰尘等低频振动，因对生存无关紧要。

思路是将类似传感器直接集成进自主机器外壳，如飞机机翼或车身。机械传感器可定制检测自主机器需避开的特定物体相关的预设力。

除极快感知过滤外，传感器还无需电源即可计算。自然界中，特定力量激活与毛发机械传感器关联的机械感受器时，机械感受器通过在状态间切换计算信息。新传感器同理利用开/关状态解读信号。智能机器据传感器计算结果反应。

人工机械传感器能极快感知、过滤、计算因其刚性。传感器材料设计为外力激活时快速变形。变形使材料内导电颗粒靠近，允许电流通过传感器传递信号。此信号指示自主系统如何响应。

使用机器学习算法，传感器可训练自主运行且极低能耗。制造传感器各种尺寸也无障碍。

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