首款无GPS的行走机器人诞生学术资讯

AntBot是首款不依赖GPS就能随机探索周围环境并自行返回的行走机器人。

沙漠蚂蚁是沙漠中非凡的旅行者。《科学机器人》杂志2月13日发文称，研究人员受沙漠蚂蚁启发，开发了一种仿生行走机器人“AntBot”。这是首款无需安装GPS或内置地图就能随机探索周围环境并自行“回家”的行走机器人。AntBot的诞生或将为自动驾驶汽车和自主机器人的导航设计提供新思路。

人类的眼睛对偏振光和紫外线不敏感，但蚂蚁却恰好相反，它们可以利用偏振光进行空间定位、其中的佼佼者——沙漠蚂蚁可以在直射的阳光下于沙漠中行走数百米去寻找食物，然后直线返回蚁穴而不会迷路。沙漠蚂蚁并不使用信息素，当温度稍有下降时，它们就会出来活动。沙漠蚂蚁独特的导航能力主要依赖于以下两个步骤：首先，蚂蚁利用天空中的偏振光作为“天体指南针”，标示出方向；接着，它们通过简单的计步以及自身运动速度相对于太阳光的数值来计算步行的距离。对于空间定位而言，距离和方向是两个基本的信息片段，将两者结合在一起，蚂蚁就能顺利返回蚁穴中。

法国国家研究中心(CNRS)和马赛大学(Aix-Marseille University)的研究人员共同设计了AntBot。它配备有一个光学罗盘，用于利用偏振光确定方向。AntBot还配备有一个指向太阳的光学运动传感器，用于测算行走的距离。有了这两件“武器”，AntBot就能够像沙漠蚂蚁一样，自行探索周围的环境。目前，AntBot已经能够完成约14米的旅程，并能以高达1厘米的精度返回基地。AntBot的质量仅2.3千克，灵活的六足可保证机器人在复杂环境中的运动能力。这使得AntBot较轮式机器人和无人机更适应复杂情况(灾区、崎岖的地形等)下的探索任务。

AntBot加装的光学罗盘对天空中的偏振紫外线辐射很敏感，在晴朗或多云天气条件下，其导向精度为0.4度。极简的运动传感器也让AntBot如虎添翼。研究人员认为，在将AntBot这类机器人用于航空机器人或汽车工业之前，必须在夜间和长距离操作等方面取得更大进展。

科界原创

编译：雷鑫宇

审稿：alone

责编：唐林芳

期刊来源：《科学机器人》

期刊编号：2470-9476

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190213142705.htm