回声定位对蝙蝠和某些超级英雄来说是一项巨大的优势。通常,这种感觉通过大脑解读从附近环境反射回来的声波来估计大小和距离等信息。回声定位的使用者通常通过高音调的咔嗒声和砰砰声自己产生声音,就像蝙蝠、海豚和鲸鱼的情况一样。 现在,瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的研究人员最近将这种感知能力扩展到机器人领域,并取得了一些非常有希望的成果。正如《机器人与自动化快报》杂志首次详细介绍的那样,周四《新科学家》杂志随后重点报道了 Frederike Dümbgen(现就职于多伦多大学)及其团队成功为轮式机器人和飞行机器人整合了一个简单、廉价的麦克风和扬声器阵列。 [相关:当风力涡轮机杀死蝙蝠和鸟类时,这些科学家想要它们的尸体。] 这种经济高效的系统本质上与蝙蝠的感觉器官完全相同,首先发出一系列频率的短促声音,然后使用机器人的内置麦克风记录从附近墙壁反射回来的声音。接下来,Dümbgen 团队设计的算法会分析声波如何干扰其自身的回声,然后重建房间的大致尺寸。 根据他们的研究结果,一个网球大小的固定机器人在距离墙壁半米的地方可以绘制出两厘米的地图,而飞行无人机则可以绘制八米的地图。这与先进的相机和激光选项的精度相差甚远,但考虑到其重量相对较轻和成本较低,这是一个不错的选择。 [相关:人类如何像蝙蝠一样进行回声定位。] 然而,正如《新科学家》杂志所说,仅仅使用这种基本的机器人回声定位系统,很快就会在难以绘制地图或完全陌生的环境以及搜救行动中显示出巨大的前景。它已经能够连接到现成的机器人模型上——在本例中是 Crazyflie 和 e-puck——这也使其在其他设计中具有极强的通用性。对于未来的迭代,Dümbgen 的团队希望提高系统的准确性,并可能逐步淘汰可听见的 ping 设置,而只测量固有声音,例如飞行机器人自己的螺旋桨。 更正 2/7/23:本文的先前版本错误地将该项研究归为多伦多大学的研究。Dümbgen 的研究是在瑞士洛桑联邦理工学院进行的。 |
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