農(nóng)業(yè)無人機(jī)
工業(yè)無人機(jī)
軍警無人機(jī)
娛教無人機(jī)
水下無人機(jī)
反無人機(jī)設(shè)備
無人機(jī)配件
無人機(jī)租賃
無人機(jī)培訓(xùn)
當(dāng)前位置:全球無人機(jī)網(wǎng) ? 無人機(jī)新聞 ? 國際新聞 ? 正文

融合生物與科技 新一代昆蟲無人機(jī)成型

發(fā)布日期:2017-01-28??來源:百度百家我要投稿我要評論
通過光感應(yīng)、生物遺傳、神經(jīng)控制等硬件科技與合成生物技術(shù),一個名為DragonflEye的項(xiàng)目在昆蟲無人機(jī)領(lǐng)域獲得了重大進(jìn)展。

 

智東西(公眾號:zhidxcom)

編 | 元琛

導(dǎo)語:通過光感應(yīng)、生物遺傳、神經(jīng)控制等硬件科技與合成生物技術(shù),一個名為DragonflEye的項(xiàng)目在昆蟲無人機(jī)領(lǐng)域獲得了重大進(jìn)展。它們摒棄了制造純機(jī)械昆蟲無人機(jī)的做法,將生物與科技結(jié)合,成功實(shí)現(xiàn)了對蜻蜓更可靠的控制與自主導(dǎo)航飛行。

隨著研究的不斷深入,科學(xué)家普遍認(rèn)為要成功打造出和真正昆蟲一般無處不在的、擁有多方面能力的機(jī)器人昆蟲是一件十分困難的事情。這也必將耗費(fèi)極為漫長的時間。 因此,現(xiàn)在我們依靠一種控制論的方法獲得真正的昆蟲來進(jìn)行替代性試驗(yàn),希望使之聽從人類的命令。 在過去幾年里,研究人員已經(jīng)設(shè)法使用電動植入物來引導(dǎo)大型昆蟲。

現(xiàn)在位于馬薩諸塞州劍橋市的研發(fā)公司Draper的工程師希望通過創(chuàng)建一個結(jié)合了“微型導(dǎo)航、合成生物技術(shù)和神經(jīng)技術(shù)”的“可控制蜻蜓”來克服這些限制。為了引導(dǎo)蜻蜓,Draper的工程師正在開發(fā)一種方法來通過遺傳對昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,使它們可以響應(yīng)光脈沖。 一旦他們獲得成功,這種被稱為光遺傳學(xué)刺激的方法便能夠使蜻蜓攜帶有效載荷或進(jìn)行監(jiān)視,甚至幫助蜜蜂成為更好的傳粉者。

DragonflEye項(xiàng)目是由研發(fā)公司Draper和Howard Hughes醫(yī)學(xué)院(HHMI)支持的美國新型科研機(jī)構(gòu)Janelia Farm合作進(jìn)行的。

重大成果:自主導(dǎo)航與更可靠的控制

這一項(xiàng)目目前已經(jīng)研發(fā)出幾種獨(dú)特的技術(shù):他們能夠?qū)⑺械碾娮幼兂梢粋€個微小的“背包”,這意味著小昆蟲(如蜜蜂和蜻蜓,而不是大甲蟲)可以在飛行時背著它。 尺寸上的縮減是由于對電池最小化的需要,并能夠通過太陽能電池板收獲能量。此外,它們還裝載有集成的導(dǎo)航系統(tǒng),能夠在受控環(huán)境之外進(jìn)行完全自主的導(dǎo)航。

另一項(xiàng)主要成果是,Draper的工程師采用了一種更加微妙的方法——通過光脈沖使用所謂的“光極”來激活特殊的“操控”類神經(jīng)元 。而不是傳統(tǒng)的利用電極刺激來強(qiáng)制昆蟲的完成人類的指令。 這些“操控”類神經(jīng)元充當(dāng)蜻蜓的傳感器和其肌肉之間的橋梁,這意味著訪問它們提供了對昆蟲移動方式的更可靠的控制形式。

項(xiàng)目細(xì)節(jié):過去、現(xiàn)在與未來

日前,Draper的高級生物醫(yī)學(xué)工程師和蜻蜓計(jì)劃的首席研究員Jessie J. Wheeler向記者披露了許多這一研究項(xiàng)目細(xì)節(jié)。

1.為什么要控制昆蟲,而不去開發(fā)一個昆蟲大小的飛行機(jī)器人?

常見的蜻蜓重約600毫克,并且其活動范圍巨大。 而相同尺寸的機(jī)械傳動裝置在產(chǎn)生升力、穩(wěn)定飛行和存儲能量方面的效率都要低得多。 這種低效率產(chǎn)生了一大最基礎(chǔ)的挑戰(zhàn):機(jī)械傳動裝置只能攜帶非常小的動力源,這意味著他們只有足夠的動力飛行很短的時間。 相較而言,DragonflEye系統(tǒng)不需要用于飛行的電源,電量僅用于導(dǎo)航。 它可以無限期運(yùn)行,因?yàn)槔ハx自身能夠通過從自然環(huán)境獲得食物,進(jìn)而自行補(bǔ)充能量。

2.這一項(xiàng)目目前進(jìn)展如何?

為了開始對蜻蜓進(jìn)行指導(dǎo),需要開發(fā)幾種關(guān)鍵技術(shù)。 首先,[HHMI]專注于開發(fā)特定于蜻蜓的基因遞送方法,以使特定的“操控”類神經(jīng)元對光敏感。其次, Draper開發(fā)了一個用于自主導(dǎo)航的微型背包和一個靈活的光極,通過引導(dǎo)圍繞蜻蜓的細(xì)小神經(jīng)線的光來控制調(diào)整后的神經(jīng)元。

我們的第一代系統(tǒng)基于早期的模型背包,它適用于測試蜻蜓工效和重量限制。 有了這些新技術(shù),我們將為蜻蜓裝備背包系統(tǒng),并開始進(jìn)行位置跟蹤、飛行控制和優(yōu)化的光學(xué)刺激。

3.下一步做什么?

在項(xiàng)目的第一年,我們專注于開發(fā)核心的使我們設(shè)想能夠成真的技術(shù),如背包,光極和為蜻蜓研發(fā)的一系列合成生物技術(shù)。 第二年,我們準(zhǔn)備在運(yùn)動捕捉室將我們的第一代背包裝載在蜻蜓身上,進(jìn)而從導(dǎo)航系統(tǒng)中獲得精確的飛行數(shù)據(jù)。正因此,我們具備了開發(fā)精確的自主導(dǎo)航系統(tǒng)和追蹤算法的能力。

接下來,我們將應(yīng)用來自背包的光刺激來觸發(fā)蜻蜓的飛行,而這要求我們進(jìn)一步開發(fā)自主飛行控制。 同時,我們正在開發(fā)我們的第二代背包——它將搭載更多的功能,并顯著減少重量和尺寸。

原文來自:IEEE

?
本文鏈接:http://ssfunpay.cn/uav-news/201701/28/22498.html
標(biāo)簽:??
0相關(guān)評論
免責(zé)聲明:凡注明來源全球無人機(jī)網(wǎng)的所有作品,均為本網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,歡迎轉(zhuǎn)載,請注明出處。非本網(wǎng)作品均來自互聯(lián)網(wǎng),轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。

圖文推薦

推薦品牌

關(guān)于本站

合作服務(wù)電話

  • 客服熱線:0755-23779287
  • 展會負(fù)責(zé):18682042306
  • 廣告合作:點(diǎn)擊這里給我發(fā)消息
  • 展會合作:點(diǎn)擊這里給我發(fā)消息

公眾號/APP下載


    (公眾號)


    (Android下載)

Copyright?2005-2021 81UAV.CN All Rights Reserved? 訪問和使用全球無人機(jī)網(wǎng),即表明您已完全接受和服從我們的用戶協(xié)議。 SITEMAPS 網(wǎng)站地圖 網(wǎng)站留言
運(yùn)營商: 湛江中龍網(wǎng)絡(luò)科技有限公司 全球無人機(jī)網(wǎng)?
ICP備案號:粵ICP備2023038372號-1 
全國公安機(jī)關(guān)?備案信息?可信網(wǎng)站不良舉報(bào)?文明轉(zhuǎn)播