Зрение мух имитируется для управления роботами

Бг Изучая, как плодовые мушки используют движения глаз для улучшения управления полетом с ошеломляюще быстрой скоростью реакции — примерно в 30 раз быстрее, чем моргание глаза — исследователи детализировали структуру, чтобы имитировать эту способность в робототехнике. Команда изучила движения плодовых мушек, привязанных к симулятору полета в виртуальной реальности, созданному со светодиодной подсветкой и записанным с помощью высокоскоростных камер.

Команда смогла определить, как плодовые мушки используют движения глаз, чтобы быстро координировать свои крылья в ответ на то, что они видят. Поскольку глаза мух прикреплены к голове, исследователи отслеживали движения головы, чтобы определить, куда смотрят мухи. Стабилизация взгляда — обычное явление, на которое способно большинство живых существ; например, люди плавно двигают глазами, головой и/или телом, чтобы осмотреть комнату.

Хотя большая часть предыдущих исследований в этой области была сосредоточена на движениях крыльев, понимание того, как животные, такие как мухи, используют активные движения глаз для управления полетом, может значительно улучшить робототехнику. В настоящее время большинство роботов имеют стационарные датчики, разделяющие чувствительность и движение. Но за счет лучшей имитации глаз и мозга за счет координации визуальных датчиков, способных перемещаться по телу, можно значительно улучшить управление полетом роботов.

Чтобы поддержать эту теорию, исследователи определили, что глаза плодовой мушки способны реагировать в четыре раза быстрее, чем тело или крылья животного. Эти реакции также были тесно связаны, демонстрируя, что мухи в значительной степени полагаются на движения глаз, чтобы координировать движения своих крыльев. Их глаза могут контролировать и стабилизировать свое зрение лучше, чем предполагалось изначально, за счет уменьшения размытости при движении.

Кроме того, они обнаружили, что когда мухам тщательно наносили клей на головы, а затем записывали в симуляторе полета в виртуальной реальности, ограничение движений их головы оказывало сильное влияние на летные характеристики. Важный обнаруженный принцип заключался в том, что глаза мух замедляют зрительное движение, поступающее в мозг, и этот процесс улучшает их летное поведение. В этой работе исследователи считают, что раскрытие секретов биологического мира может иметь большое значение для технологий.