文/陳根

自然常常給予技術以啟示,比如,人類根據(jù)蝙蝠做出了雷達,根據(jù)蜻蜓的翅膀發(fā)明了飛機,觀察到螢火蟲開發(fā)了人工冷光,再從電魚得到啟示發(fā)明了伏特電池等。

現(xiàn)在,美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員則根據(jù)數(shù)百萬只蝗蟲飛過天空攻擊作物卻并不相互碰撞的特性,開始研發(fā)低功率碰撞探測器。其目的在于讓無人機、自動駕駛汽車模仿蝗蟲的躲避碰撞反應,減少事故發(fā)生。

事實上,蝗蟲之所以與眾不同,是因為它們使用一個特殊神經(jīng)元來避免碰撞,這個特殊神經(jīng)元也被稱為小葉巨型運動探測器(LGMD)。

在該神經(jīng)元作用下,一只蝗蟲(蝗蟲A)在飛行時,如果有其他蝗蟲(蝗蟲B)靠近,其圖像會映射在它的眼睛里,靠近的蝗蟲B距離越近,其激發(fā)神經(jīng)元的信號就會越強。此外,該神經(jīng)元還可以分析蝗蟲B相對于蝗蟲A的角速度變化,避免躲避時發(fā)生碰撞。

此外,據(jù)研究人員稱,蝗蟲每小時可移動2至3英里,并在數(shù)百毫秒內(nèi)進行定向變化。而這種快速反應和適度的能量使用對于機械化碰撞探測器無疑具有巨大吸引力的。

基于此,研究團隊研發(fā)了一種納米大小的碰撞探測器,賓該探測器使用單層硫化鉬作為光電檢測器。研究人員將光電探測器放置在可編程浮柵存儲器架構(gòu)的頂部,使得該架構(gòu)僅需極少量的能量即可模擬蝗蟲的神經(jīng)元反應,并通過增大電流的方式響應迎面而來的物體。

研究人員已將其結(jié)果發(fā)表在Nature Electronics雜志上并表示,這“是朝著開發(fā)智能,低成本,特定任務,節(jié)能和小型化碰撞避免系統(tǒng)邁出的一步”。

目前,用于自動駕駛汽車的電流檢測器非常大且重,而新研發(fā)的檢測裝置具有快速的反應能力和適度的能量消耗,這對于機械化碰撞檢測儀器的升級具有很大吸引力。