Mózg robali inspiracją dla nowych systemów antykolizyjnych dla samochodów.
Pomimo szybkiego rozwoju systemów antykolizyjnych (CAS) w pojazdach, takich jak radar, LiDAR i oprogramowanie do samodzielnej jazdy, nawigacja w nocy pozostaje szczególnie niebezpiecznym przedsięwzięciem. Chociaż tylko jedna czwarta czasu spędzonego za kierownicą ma miejsce po zachodzie słońca, szacuje się, że 50 procent wszystkich ofiar śmiertelnych wypadków drogowych ma miejsce właśnie w tym czasie.
Wiedząc o tym, naturalną skłonnością wielu badaczy może być opracowywanie coraz bardziej skomplikowanych - a co za tym idzie, pochłaniających energię - rozwiązań z zakresu systemów alarmowych, ale jedno z ostatnich badań wskazuje na mózg robaków jako metodę poprawy bezpieczeństwa dla wszystkich na drogach.
Jak wyszczególniono w nowych badaniach opublikowanych w ACS Nano przez zespół z Penn State, owady takie jak szarańcza i muchy domowe stanowią kluczową inspirację dla nowego programowania zapobiegania kolizjom. Wiele obecnych systemów opiera się na analizie obrazu otoczenia samochodu w czasie rzeczywistym, ale dokładność jest często poważnie ograniczona przez słabe oświetlenie lub deszczowe warunki. Technologia LiDAR i radarowa może rozwiązać niektóre z tych problemów, ale wiąże się to z dużymi kosztami, zarówno jeśli chodzi o wagę, jak i zużycie energii.
Zwykłe robaki nie potrzebują jednak zaawansowanych sieci neuronowych ani uczenia maszynowego, by uniknąć wpadania na siebie w trakcie lotu. Zamiast tego używają stosunkowo prostych, wysoce energooszczędnych obwodów neuronowych do nawigacji podczas podróży. Biorąc to pod uwagę, naukowcy z Penn State opracowali nowy algorytm oparty na obwodach neuronowych robaków, który opiera się na jednej zmiennej - intensywności światła reflektorów samochodowych. Dzięki temu mogli połączyć jednostki wykrywania i przetwarzania w znacznie mniejsze, mniej energochłonne urządzenie.
"Mniejsze" to może trochę za mało powiedziane. Nowy, światłoczuły obwód "memtranzystor" mierzy tylko 40-mikrometrów kwadratowych (µm) "atomowo cienkiej" konstrukcji składającej się z dwusiarczku molibdenu. Co więcej, memtranzystor potrzebuje tylko kilkaset pikodżuli energii - dziesiątki tysięcy razy mniej niż wymagają obecne samochody CAS.
Przeprowadzono pierwsze testy rzeczywistych scenariuszy podczas jazdy nocą. Podczas pracy, układy zainspirowane owadami ostrzegały kierowców o możliwych wypadkach dwóch samochodów z dwu- i trzysekundowym wyprzedzeniem, dając kierowcom wystarczająco dużo czasu na korektę kursu.
Naukowcy twierdzą, że poprzez zintegrowanie nowych obwodów inspirowanych owadami z istniejącymi systemami CAS, producenci pojazdów mogliby wkrótce zaoferować znacznie mniej nieporęczne, bardziej energooszczędne protokoły bezpieczeństwa w czasie wieczornych podróży.
Niestety badanie nie przynosi żadnego nowatorskiego sposobu na to, aby robaki nie rozpryskiwały się na przedniej szybie podczas jazdy po autostradzie
________________
Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Bug brains are inspiring new collision avoidance systems for cars" / Andrew Paul / PopularScience
Badanie (PDF): "An insect-inspired, spike-based, in-sensor, and night-time collision detector based on atomically thin and light-sensitive memtransistors" / Darsith Jayachandran, Andrew Pannone, Mayukh Das, Dipanjan Sen, Thomas Schranghamer, Saptarshi Das / Pennsylvania State University
Zdjęcie: Akin Cakiner z Unsplash
________________
Obserwuj @arcy oraz @naukowo i dołącz do społeczności Nauka na Hejto! - https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka
#nauka #technologie #gruparatowaniapoziomu #qualitycontent #biologia #ciekawostki