小蜜蜂机器人和自动驾驶汽车有什么关系?

哈佛大学的机器小蜜蜂火了好多年,最近却和自动驾驶汽车产生了交集。

这只小蜜蜂肩负着振兴农业和灾害救援的使命应运而生。因为欧美的科学家发现,近几年蜜蜂死亡率创历史新高,农作物无法自然授粉,一不小心就会发展成波及农业产值的灾难性事件;在救援领域,灾害区域环境恶劣,无论是岩缝还是水下,都需要更加灵活的工具辅助。于是科学家决定自己造一批机器蜜蜂拯救生命。


上天入水的小蜜蜂

自从2012年首度曝光,这只硬币大小的蜜蜂在不断进阶。它在2013年学会了起飞、降落,按照预先编程路线飞行。今年年初,研究人员更改了翅膀扇动频率,于是它们就get了游泳技能。在培养了空中水下能力后,研究人员决定给机械蜜蜂造一对眼睛。

他们第一个想到的是安装摄像机。但是传统摄像机无法胜任这项艰巨的任务。按照设想,摄像头标配量是两个,安装间距必须最小化,这样小蜜蜂才能和人一样,具备精细立体的视觉感知能力。现实比较骨感,机器蜜蜂身材纤细,很难找到尺寸迷你且轻质的摄像头与之相配。

于是研究人员想到了激光雷达。激光雷达与普通雷达、声呐的工作原理类似,靠光波返回时长判断障碍物的距离和形状。它可以使用激光光束“绘制”出一张周围环境的立体图像,这个优势普通微波、声波无法比拟。

不难发现,这和自动驾驶汽车上使用的防撞技术是同一种,也是达到自动驾驶的必备技能。研究人员表示,他们要做的工作,就是把自动驾驶汽车上的激光雷达缩小,然后装到机器蜜蜂身上。这显然不是一个简单的工作,要知道机器蜜蜂现在的体重是80微克,而目前最轻的激光雷达系统要800克。另外,能量方面也是个问题,机器蜜蜂97%的能量都被用于飞行供给,激光雷达供能将成为额外负荷。

哈佛大学的机器小蜜蜂

现在,项目获得了110万美金拨款,布法罗大学和佛罗里达大学也加入到项目中来。研究人员正在努力写算法,尽可能地高效利用采集到的所有数据。另一波科学家在想方设法给激光雷达系统减负,最终,研究人员的目标是研发一个56毫克的微型雷达设备。上面视频中,我们看到的原型产品会给机器蜜蜂系上绳子供电,在这个阶段会有一波科学家让蜜蜂用上内置电池。

研究人员的目标是在近三年为微型雷达技术打下基础,然后展示一个真正可用的产品demo。如果成功的话,这项研究不仅能帮助小蜜蜂导航,而且可以应用于自动驾驶汽车。毕竟未来的激光雷达的趋势是:更加紧凑节能的微型激光雷达会成为大型激光雷达的替代品。比如美国国防部先进项目研究局(DARPA)就已经研发了一种新型的芯片式激光雷达。研究人员可以考虑用多点布局的方式,通过把车身各处采集的数据传回云后台,用来创建更加详实的3D地形图。这样就能在达到自动驾驶期望精度的同时,兼顾重量和成本。

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