Pembangunan robot pintar dan cekap generasi seterusnya boleh dipengaruhi oleh teknologi penjejakan terobosan yang memberikan pandangan baharu tentang cara semut padang pasir menavigasi persekitaran kompleks mereka.
Universiti Sheffield adalah sebahagian daripada kerjasama penyelidikan antarabangsa. Inisiatif ini telah mencipta teknologi penjejakan baharu yang menjejaki semut padang pasir tertentu sepanjang hayat mencari makan mereka, menggunakan penglihatan komputer, cabang sains komputer, untuk mentafsir imej dan video. Alat ini memantau pergerakan seekor semut dari kali pertama ia meninggalkan sarangnya sehingga ia menemui sumber makanan dan kembali ke koloninya.
Menurut set data baharu, semut belajar dengan cepat dan hanya mengingati perjalanan pulang selepas satu perjalanan yang berjaya.
Menariknya, bagaimanapun, trajektori luaran mereka telah berubah dari semasa ke semasa, menunjuk kepada pelbagai kaedah penerokaan dan eksploitasi. Data yang sangat sensitif juga mendedahkan aktiviti berirama yang tidak kelihatan di bawah permukaan; ini boleh membantu menjelaskan cara semut membina corak carian yang kompleks berdasarkan keadaan yang ada.
Perisian baharu itu sudah digunakan oleh banyak kumpulan penyelidikan di seluruh dunia dan sesuai untuk inisiatif sains warganegara, kerana ia berfungsi dengan pelbagai spesies haiwan dan menggunakan video yang ditangkap dengan kamera biasa. Maklumat tepat yang terhasil adalah penting untuk memahami cara otak membenarkan haiwan menavigasi persekitaran kompleks mereka dan boleh menjadi inspirasi untuk jenis robot terinspirasi bio baharu.
Dalam kajian yang baru diterbitkan dalam jurnal Science Advances, Pensyarah Kanan Universiti dalam Pembelajaran Mesin dan Robotik, Dr. Michael Mangan menunjukkan teknologi dan set data baharu, bersama Lars Haalck, Benjamin Risse, Antoine Wystrach dan Leo Clement dari Toulouse Centre for Integrative Biology, dan Barabara Webb dari University of Edinburgh.
Artikel tersebut menunjukkan cara CATER (Combined Animal Tracking & Environment Reconstruction) menggunakan kecerdasan buatan dan penglihatan komputer untuk menjejaki kedudukan serangga dalam video yang dirakam menggunakan kamera biasa.
Sistem ini berfungsi di habitat semula jadi haiwan di mana sistem lain gagal, kerana ia boleh mengesan walaupun objek mikroskopik yang mustahil untuk dikesan oleh mata manusia. Ia juga tahan terhadap kekacauan latar belakang, halangan dan bayang-bayang.
Pensyarah Kanan dalam Pembelajaran Mesin dan Robotik di Universiti Sheffield, Dr. Menurut Michael Mangan, ia mengambil masa sepuluh tahun untuk membangunkan sistem yang boleh mengekstrak data, jadi ia boleh dikatakan sepuluh tahun dalam pembuatan.
Bagaimana serangga ini mampu melakukan perjalanan sejauh itu sehingga 50 km dalam persekitaran yang mengancam dengan suhu melebihi 1 darjah Celsius, Dr. Michael Mangan sentiasa tertarik.
Pengesanan jarak semut padang pasir secara tradisinya dilakukan secara manual dengan pen dan kertas, yang memerlukan meletakkan grid tali dan pasak di atas tanah dan memerhati tingkah laku semut dalam grid. Menggunakan Sistem Kedudukan Global Berbeza (GPS) adalah cara lain untuk mengatasinya, tetapi peralatannya mahal dan mempunyai ketepatan yang terhad.
Terdapat jurang dalam pemahaman kita tentang tingkah laku semut padang pasir kerana tiada alat yang boleh dipercayai dan murah untuk merekodkan jejak serangga yang tepat di lapangan. Khususnya, seberapa cepat mereka menetapkan laluan visual dan teknik yang mereka gunakan untuk berpotensi memudahkan proses ini.
Sistem pengesan visual baharu CATER mengatasi cabaran ini dengan merakam imej semut beresolusi tinggi dalam persekitaran semula jadi mereka dan menggunakan teknologi pengimejan untuk mengenal pasti semut individu berdasarkan pergerakan sahaja. Pemandangan itu kemudiannya dibina semula daripada imej resolusi tinggi menggunakan pendekatan mozek imej yang inovatif. Merapatkan jurang antara penyelidikan lapangan dan makmal, kaedah inovatif ini menawarkan pandangan baharu tentang cara semut mengemudi. Maklumat jenis ini penting untuk memahami cara haiwan dengan otak kepala jarum menavigasi dengan baik dalam persekitaran kompleks mereka.
Opteran, syarikat spin-out University of Sheffield yang membuat kejuruteraan songsang otak serangga untuk mencipta autonomi yang sangat tahan lama menggunakan penderia dan pengkomputeran mampu milik, sudah pun mengubah penemuan tersebut menjadi penyelesaian komersial.
Inspirasi Robot Generasi Baharu Daripada Semut
Dr. Menurut Mangan, “Semut gurun adalah inspirasi ideal untuk generasi robot akan datang, kerana mereka menempuh jarak yang jauh dan persekitaran yang keras seperti semut lain tanpa bergantung pada laluan feromon atau GPS dan 5G seperti robot semasa.
"Kami berharap alat kami akan membolehkan kami membina gambaran yang lebih komprehensif tentang cara serangga belajar menavigasi habitat mereka, membawa masuk pandangan saintifik baharu dan melatih jurutera tentang cara membina sistem buatan yang berkebolehan sama," tulis para penyelidik.
Sumber: phys.org/news
Günceleme: 26/04/2023 18:49