Hmyz a roboty: Bio-inspirácia pre inteligentné vozidlá

V dnešnej dobe sa veľa pozornosti venuje vývoju inteligentných vozidiel, ktoré by nás mali dopraviť pohodlne a bezpečne. Ale odkiaľ čerpať inšpiráciu pre ich navigáciu? Prekvapivo z hmyzu! Julien Serres, expert na biorobotiku, nám v tomto fascinujúcom videu predstavuje, ako sa môžeme učiť od malých mozgov, ktoré dokážu riešiť komplexné problémy s pohybom. Poďme sa pozrieť na to, čo všetko si z tohto videa odniesť a prečo by sme mali brať vážne inšpiráciu z prírody.

Kľúčové poznatky

• GPS má svoje obmedzenia: GPS je síce užitočný nástroj, ale jeho presnosť je limitovaná a závisí od počtu satelitov a signálu. V mestských centrách alebo tuneloch môže byť signál slabý alebo úplne vypadnúť.
• Hmyz ako navigátori: Hmyz, napríklad včely a mravce, sa dokáže orientovať na veľké vzdialenosti bez GPS a s minimálnym výpočtovým výkonom.
• Bio-inspirácia v robotike: Vedci sa snažia napodobniť zmysly a algoritmy hmyzu pri vytváraní inteligentných robotov, ktoré by boli odolnejšie a presnejšie ako súčasné systémy.
• Vysoké rozlíšenie vs. nízke rozlíšenie: Hoci ľudské oko má vysoké rozlíšenie, hmyz dokáže navigovať aj s obrazmi s nízkym rozlíšením. To vedie k vývoju nových senzorov a algoritmov pre roboty.
• Potenciál droídojov: Malí roboti, inšpirovaní mravcami a včelami, by mohli zmeniť spôsob doručovania tovaru a výrazne znížiť spotrebu energie a emisie CO2.

GPS: Pohodlné, ale nie vždy spoľahlivé

Ako často ste sa stretli s tým, že vám navigácia na telefóne ukazuje nesprávnu trasu alebo stratila signál? Julien Serres poukazuje na to, že GPS je síce pohodlný nástroj, ale jeho funkčnosť závisí od viacerých faktorov. Potrebujeme pripojenie k mobilnej sieti (5G), prístup k satelitom a dobrú géolokáciu. V komplexnom prostredí, ako sú mestské centrá alebo tunely, môže signál GPS slabnúť alebo úplne vypadnúť. A čo potom?

Hmyz: Majstri navigácie z prírody

Zatiaľ čo my sa spoliehame na technológie, hmyz sa orientuje v prostredí pomocou vlastných zmyslov a inštinktov. Včely lietajú do vzdialenosti až 13 kilometrov od úľa za potravou, mravce prenášajú semená na veľké vzdialenosti. To všetko bez GPS! Ako je to možné? Hmyz využíva kombináciu zmyslov, ako sú zrak, čuch a magnetické pole Zeme.

Bio-inspirácia: Robotika s inšpiráciou z prírody

Julien Serres a jeho tím na Inštitúte vied o pohybe sa snažia napodobniť zmysly a algoritmy hmyzu pri vytváraní inteligentných robotov. Zameriavajú sa na vývoj bio-inspirovaných senzorov, mechanizmov a neurónových obvodov, ktoré by umožnili robotom navigovať v komplexnom prostredí s vysokou presnosťou.

Vnímavosť hmyzu: Nízke rozlíšenie, veľký výkon

Je zaujímavé, že hmyz dokáže navigovať aj napriek tomu, že ich zrak má nízke rozlíšenie. Napríklad včely majú iba 50 000 pixelov na oko, čo je oveľa menej ako ľudské oko (126 miliónov pixelov) alebo telefónny fotoaparát (20 miliónov pixelov). To vedie k vývoju nových senzorov a algoritmov pre roboty, ktoré dokážu spracovávať obraz s nízkym rozlíšením a zároveň dosiahnuť vysokú presnosť.

Droídoje: Robotická budúcnosť doručovania

Julien Serres predstavuje droídoje – malých robotov inšpirovaných mravcami, ktorí by mohli zmeniť spôsob doručovania tovaru. Títo roboti sú vybavení systémom SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), ktorý im umožňuje vytvárať mapy prostredia a zároveň sa v ňom orientovať. Vďaka bio-inspirovaným algoritmom by mali byť odolnejší a presnejší ako súčasné systémy.

Zmena pohľadu na hmyz: Od škodcu k inšpirácii

Julien Serres vyzýva, aby sme zmenili pohľad na hmyz a začali si všímať ich úžasné schopnosti. Napríklad, sa môžeme inšpirovať nanostruktúrami krídel motýľov pre vytváranie povrchov s antireflexnými vlastnosťami alebo študovať spôsob, akým mravce chovajú svojich parazitov (tucetky) a využiť to na vývoj robotických systémov.

Záver: Budúcnosť je v prírode

Julien Serres nám ukázal, že hmyz môže byť skvelou inšpiráciou pre inteligentné vozidlá a robotiku. Bio-inspirácia ponúka rozsiahle možnosti na zlepšenie navigácie, presnosti a odolnosti robotov. Vďaka vedeckému výskumu a technickému pokroku sa môžeme dočkať robotov, ktorí budú navigovať v komplexnom prostredí s rovnakou eleganciou a efektivitou ako hmyz.

Dôležité odkazy:

• TEDxINSA Toulouse: https://www.ted.com/tedx
• Projekt AutoCampus: (Informácie o projekte nie sú dostupné v prepise videa, odporúčame vyhľadať na internete.)

Približne 144 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.72 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.