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超轻量级声纳加人工智能让微型无人机像蝙蝠一样导航
这架小型无人机使用声纳（类似于蝙蝠的回声定位）在树林中导航。图片来源：Nitin Sanket。作者：伍斯特理工学院 Nitin Sanket 为了帮助小型空中机器人在黑暗和其他低能见度环境中导航，我和我的同事受蝙蝠回声定位的启发，开发了一种基于超声波的感知系统。当前的机器人[...]
来源:Robohub这架小型无人机使用声纳（类似于蝙蝠的回声定位）在树林中导航。图片来源：Nitin Sanket。
作者：Nitin Sanket，伍斯特理工学院
为了帮助小型空中机器人在黑暗和其他低能见度环境中导航，我和我的同事受蝙蝠回声定位的启发，开发了一种基于超声波的感知系统。
当前的机器人严重依赖摄像头或光检测和测距（称为激光雷达），或两者兼而有之。但这些传感器在视觉上具有挑战性的条件下会失效，例如烟雾、雾、灰尘、雪或完全黑暗。
我是一名开发仿生微型机器人的科学工程师。为了解决这一挑战，我的研究团队研究了在能见度较低的情况下导航的自然界专家：蝙蝠。它们在黑暗、潮湿和尘土飞扬的洞穴中繁衍生息，可以利用回声定位来检测像人类头发一样细的障碍物，而重量只有两个回形针。它们发出声波并聆听物体反射的微弱回声。
然而，在空中机器人上实现这种传感非常具有挑战性，因为螺旋桨会产生大量噪音。这有点像当喷气发动机在你旁边起飞时试图听你的朋友说话。
为了解决这个问题，我们提出了两个关键想法。首先，受蝙蝠耳软骨启发的物理隔音罩可以减少声学传感器周围的螺旋桨噪音，这些传感器的作用就像机器人的耳朵。其次，受蝙蝠处理声音方式的启发，一个名为 Saranga 的神经网络通过随着时间的推移学习模式，从非常嘈杂的测量中恢复微弱的回声信号。
总之，这些使机器人能够估计 3D 障碍物位置，并使用毫瓦级传感功率安全导航。
为什么它很重要
蝙蝠不仅仅依靠视觉，而是利用回声定位来感知世界。超声波传感不依赖于照明条件，可以在烟雾、灰尘和黑暗中工作。
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