راهبردهای بدون برخورد مبتنی بر جریان نوری از حشرات تا روبات ها

حشرات بال زن از قابلیت پرواز هوشمندانه در یک محیط غیرقابل پیش بینی برخوردارند. طبق یافته های پیشین، این نوع حشرات در داخل مغز کوچک خود دارای برخی نورونهای هوشمند می باشند که به حرکت بصری یا همان نوری حساس هستند. از همین رو، حشرات بال زن در طول مانورهای پروازی خود نظیر برخاستن یا فرودآمدن، تعقیب نزدیک به سطح زمین، عبور از تونل، اجتنال از موانع جانبی و جلویی، و تنظیم سرعت پرواز در یک محیط شلوغ، به حرکت بصری متکی می باشند. جریان نوری را می توان به صورت میدان برداری حرکت آشکار اشیا، سطوح و لبه ها در یک صحنه ی بصری توصیف کرد که به واسطه ی حرمت نسبی میان ناظر (چشم یا دوربین ) و صحنه ایجاد می شود. جریان نوری انتقالی اساسا در مسیریابی کوتاه برد کاربرد دارد، چرا که این جریان به نسبت میان (i) سرعت خطی نسبی مربوط به صحنه ی بصری در مقایسه با ناظر و (ii) فاصله ی ناظر از موانع موجود در محیط اطراف (بدون سنجش مستقمی سرعت یا مسافت)، بستگی دارد. در حشرات بال زن، رفلکس تثبیت گردش و ساکادهای انحراف، به ترتیب هر گونه چرخش سطح چشمی در دو محور حرکتی گردش و انحراف را (به منظور از بین بردن هر گونه جریان نوری چرخشی) کاهش می دهند، تا در نتیجه ی آن نسبت به جریان نوری انتقالی خالص میان دو حرکت ساکاد متوالی اطمینان حاصل نمایند. این مقاله ی بررسی، بر روی حلقه های بازخوردی تمرکز دارد که از جریان نوری انتقالی بهره می گیرند، حشرات نیز از همین جریان ها جهت انجام عملیات هدایت بدون برخورد استفاده می کنند. در دهه ی آتی، جریان نوری احتمالا یکی از مهمترین رهنمون های بصری خواهد بود که رفتار حشرات بال زن طی مانورهای مسیریابی کوتاه برد در داخل تونل های پیچیده را آشکارخواهد ساخت. متقابلا رویکرد بیوروباتیک نیز در راستای توسعه ی سیستم های کنترل پرواز مبتکرانه ی مختص روبات های پرنده و با هدف تقلید از توانایی های حشرات بال زن و درک هرچه بیشتر پرواز آنها سودمند واقع خواهد شد.

کلیدواژه ها:

جریان نوری ، پرئاز حشره ، اجتناب از موانع ، کنترل سرعت ، مسیریابی کوتاه برد ، بیوروباتیک ، تقلید زیستی ، بیونیک