一種新傳感器可能有助于無人機、機器人和自動駕駛汽車未來的防撞技術開發，其靈感來自成群結隊的蝗蟲。

蝗蟲以每小時2-3英里的速度成群結隊地飛行，但它們能夠在幾百毫秒內做出規避動作以避免碰撞。

美國研究人員開發了蝗蟲特有的一種特殊神經元的電子版本，這種神經元可以讓蝗蟲在不消耗太多能量的情況下做出快速反應。

目前的自動駕駛汽車碰撞傳感器往往又大又重，與之不同的是，這種靈感來自昆蟲的探測器非常小，可以在兩秒鐘內做出反應。

該論文的作者、賓夕法尼亞州立大學的工程師Saptarshi Das說：“我們一直在尋找具有不同尋常能力的動物，那些比人類做得更好的動物。”

“昆蟲的視覺是人們經常用來設計自動系統的東西，因為它們會飛行卻不會碰撞，但后來我們發現蝗蟲是獨一無二的。”

與其他昆蟲不同，蝗蟲使用單一的、專門的神經元來避免碰撞——專家稱之為Lobula Giant Movement Detector，簡稱LGMD。

“所以我們開始研究它是如何工作的，蝗蟲真是令人難以置信。這些生物所能做的是非常令人羞愧的，”Das博士補充道。

研究人員發現，LGMD神經元對兩種信號做出反應——一種來自眼睛，當看到一只接近的蝗蟲時，它會被觸發，并隨著其他昆蟲的靠近而增長——另一種則是蝗蟲的相對角速度。

“因為神經元有兩個分支，蝗蟲計算出這兩個輸入的變化，并意識到有東西將會碰撞，所以躲避的蝗蟲改變了方向，”賓州州立大學的工程師Darsith Jayachandran說。

基于蝗蟲特殊的避撞機制，研究人員利用由單層硫化鉬制成的光探測器開發了一種納米大小的碰撞傳感器。

他們把這個裝置放在一個微小的可編程記憶電路上，這兩種電路只用少量的能量就能模擬蝗蟲飛行時的神經元反應。

該團隊表示，這項研發“是朝著智能、低成本、特定任務、節能和小型化防撞系統發展的一大步。”

Das博士說：“蝗蟲只能避免與其他蝗蟲的碰撞，而我們的設備可以探測到各種物體以不同速度發生的潛在碰撞。”

隨著初步研究的完成，研究人員現在需要優化他們的設備以處理直接碰撞以外的情況——這正是目前的設置所做的調整。

“我們不能對每一種情況都進行測量。所以我們開發了一個數值模型，”同樣來自賓夕法尼亞大學的論文作者和工程師Aaryan Oberoi補充道。

“我們還可以測試多臺設備在同一個芯片上是否會更好地工作。到目前為止，看起來單個設備就足夠了。然而，多像素碰撞檢測器陣列可以在3D空間提供防撞，”他補充道。

這項研究的全部結果發表在《自然電子》雜志上。
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