Gli ingegneri creano un rilevatore di collisioni a bassa potenza ispirato alle locuste

15 ore fa p Luke James Non capita troppo spesso di vedere una piaga di locuste. E se dovessi assistere a uno, è probabile che tu stia cercando di allontanarti dallo sciame. Paure personali e trepidazioni a parte, c'è qualcosa di innegabilmente affascinante nel modo in cui milioni di questi insetti sono in grado di volare attraverso il cielo senza scontrarsi l'uno con l'altro.
Ora, i ricercatori della Penn State affermano che stanno creando un rilevatore di collisioni a bassa potenza in grado di imitare la risposta incorporata per evitare le locuste, nota come rilevatore di movimento del gigante lobula (LGMD), abilitata da un neurone specializzato per evitare le collisioni . In caso di successo, il rilevatore potrebbe essere utilizzato per aiutare auto a guida autonoma, droni e robot a evitare collisioni. Come le locuste evitano le collisioni Ispirato dal modo in cui le locuste evitano le collisioni, il team della Penn State ha iniziato a esaminare la scienza dietro di esso.
Quando una locusta sta volando come parte di uno sciame, il suo neurone LGMD riceve due segnali diversi. Il primo segnale ricevuto è un'immagine di una locusta in avvicinamento, che cade sull'occhio della locusta che lo evita. Più si avvicina questa locusta "invasore", più forte diventa il segnale di eccitazione.
Il secondo segnale è la velocità angolare dell'invasore rispetto alla locusta che evita. I ricercatori della Penn State stanno sviluppando un rilevatore di collisioni per veicoli che imita un neurone di evitamento nelle locuste che consente loro di volare in sciami senza scontrarsi. Immagine utilizzata per gentile concessione di News Break Poiché il neurone ha due rami, la locusta che evita tiene conto dei cambiamenti in questi due segnali e si rende conto che sta per verificarsi una collisione, quindi cambia direzione.
Un rilevatore di collisioni su nanoscala Nel tentativo di imitare questa risposta, i ricercatori della Penn State riferiscono in un articolo di Nature Electronics di aver sviluppato un rilevatore di collisioni su nanoscala utilizzando solfuro di molibdeno monostrato come fotorilevatore. Questo fotorilevatore è stato quindi posizionato su un'architettura di memoria a gate flottante programmabile che è in grado di copiare la risposta dei neuroni della locusta utilizzando solo una piccola quantità di energia. Il fotorilevatore provoca un aumento della corrente del dispositivo quando viene rilevato un oggetto in arrivo, il "segnale eccitatorio", mentre lo stack di memoria programmabile provoca sempre una diminuzione della corrente, il "segnale inibitorio.
" Quando un oggetto si avvicina, questo segnale eccitatorio viene aggiunto agli stimoli inibitori, provocando un cambiamento nella corrente del dispositivo. Questo imita la risposta del neurone LGMD che si verifica nelle locuste brulicanti. Bassa energia, risposta rapida "Mentre le locuste possono solo evitare le collisioni con altre locuste, il nostro dispositivo è in grado di rilevare potenziali collisioni di una varietà di oggetti a velocità variabili", ha affermato Saptarshi Das, assistente professore di ingegneria e meccanica alla Penn State.
E proprio come nelle locuste, la risposta del rilevatore avviene nel corso di poche centinaia di millisecondi. Questo rapido tempo di reazione, in combinazione con un basso consumo energetico, rende il rilevatore attraente per l'uso come rilevatore di collisioni meccanizzato in applicazioni particolarmente grandi, pesanti o potenzialmente pericolose come i veicoli autonomi. I ricercatori della Penn State affermano che il loro rilevatore di collisioni può rispondere in due secondi.
Immagine usata per gentile concessione di Jennifer M. McCann / Penn State Sebbene i ricercatori siano riusciti a imitare la risposta dei neuroni LGMD nel loro rilevatore, resta ancora molto lavoro da fare e la tecnologia è molto lontana dall'essere commercializzata. Finora, il dispositivo è stato testato solo con oggetti su un percorso di collisione diretto.
Devono ancora essere effettuati test sulle risposte ad altre situazioni. Impara di più riguardo: guida autonoma fotorilevatore rilevamento delle collisioni università statale della pennsylvania locuste rilevatore di collisione rilevatore di collisioni su scala nanometrica stack di memoria programmabile.