導(dǎo)讀

近日，以色列特拉維夫大學(xué)教授 Itamar Eliakim 及其同事開發(fā)出一種完全自主、像蝙蝠一樣的陸生機(jī)器人 Robat，它可以采用回聲定位來穿越新環(huán)境，并完全通過聲音來繪制地圖。

背景

蝙蝠，是唯一一類演化出真正有飛翔能力的哺乳動(dòng)物，它們大部分都是白天休息，夜間覓食。

（圖片來源：維基百科）

在飛行時(shí)，蝙蝠的喉內(nèi)能產(chǎn)生超聲波，并通過口腔發(fā)射出超聲波。當(dāng)超聲波遇到昆蟲或障礙物時(shí)會(huì)反射回來，蝙蝠的耳朵能接受反射的超聲波，并判斷目標(biāo)是昆蟲還是障礙物，以及距離有多遠(yuǎn)。這種探測目標(biāo)的方式，被稱為“回聲定位”。

創(chuàng)新

近日，以色列特拉維夫大學(xué)（Tel Aviv University）的教授 Itamar Eliakim 及其同事開發(fā)出了一種完全自主的、像蝙蝠一樣的陸生機(jī)器人 Robat，它可以采用回聲定位來穿越新的環(huán)境，同時(shí)完全通過聲音來繪制地圖。相關(guān)論文發(fā)表于《PLOS Computational Biology 》期刊。

（圖片來源：Itamar Eliakim）

技術(shù)

之前，科學(xué)家們提出了許多理論框架，都是來解釋蝙蝠是如何解決機(jī)器人技術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的問題，但是卻很少嘗試構(gòu)造實(shí)際的機(jī)器人來模仿蝙蝠的能力。不同于之前在機(jī)器人技術(shù)中采用聲納裝置的嘗試，Eliakim 及其同事開發(fā)出一個(gè)模仿蝙蝠的方案，發(fā)出聲音并分析回聲，從而生成空間地圖。

Robat 具有一個(gè)超聲波揚(yáng)聲器（類似嘴巴），可以制造出類似蝙蝠啁啾速率的調(diào)制頻率，同時(shí)也具有兩個(gè)超聲波麥克風(fēng)（類似耳朵）。它可以自主地穿越新的戶外環(huán)境，并僅通過聲音就能實(shí)時(shí)繪制地圖。Robat 能勾畫出它所遇到的物體的邊界，并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類它們，然后創(chuàng)造出豐富、精準(zhǔn)的環(huán)境地圖，同時(shí)避免碰到障礙物。例如，當(dāng)進(jìn)入死胡同時(shí)，機(jī)器人會(huì)采用分類能力去判斷是被墻阻擋，還是一株可以通過的植物。

（圖片來源：參考資料【2】）

（圖片來源：參考資料【2】）

價(jià)值

Eliakim 表示：“據(jù)我們所知，我們的 Robat 是首個(gè)完全自主、類似蝙蝠、生物上可信的機(jī)器人，它可以穿越新環(huán)境，同時(shí)只需基于回聲信息就可以繪制出圖像，勾畫出物體邊界，以及它們之間的自由路徑，并且識(shí)別它們的種類。我們展示了未來采用聲音定位的巨大潛力。”