无人驾驶飞行器如今已在多种场景中得到广泛应用,但大多数现有无人机仍需人工操作。此外,许多无人机难以在杂乱、拥挤或未知环境中自主导航,而具备该能力的无人机往往依赖昂贵或笨重的组件。
上海交通大学研究人员提出一种受昆虫启发的新方法,使多架无人机可在高速移动中自主导航复杂环境。相关论文发表于期刊《Nature Machine Intelligence》,该方法结合深度学习算法与核心物理原理。
研究灵感来自苍蝇等昆虫的飞行能力,尽管其大脑微小且感知能力有限,却可完成敏捷飞行控制。研究团队致力于复制这种飞行控制机制,实现感知、规划和控制的紧密集成,同时依赖有限的机载计算能力。
传统方法将导航任务分解为多个模块,可能导致误差累积和响应延迟,增加动态环境中碰撞风险。研究团队探索使用轻量级人工神经网络替代传统流程,通过传感器数据直接输出控制动作,模仿苍蝇利用少量神经元产生智能行为的方式。
新系统基于一种轻量级神经网络,可根据12x16超低分辨率深度图生成四旋翼飞行器控制指令。尽管输入分辨率较低,但已足以使网络理解环境并有效规划飞行路径。
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