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    淺析儀表雷達物位計如何根據閾值過濾數據

    作者: 來源: 發布時間:2019-08-24 16:43:57

         想象一下,如果自動駕駛汽車和無人駕駛飛機擁有蜘蛛俠刺痛的“蜘蛛般感官”。Purdue大學機械工程助理教授Andres Arrieta表示,他們可能真正能夠更好地發現和避免物體,因為他們可以非常快速地處理感官數據。

        在本質上,“蜘蛛感覺”由與接近物體相關聯的力激活。研究人員通過雷達物位計為自動機器提供相同的能力,這些雷達物位計在預定的力水平提示時會改變形狀。

        改進的傳感能力使無人機可以在危險的環境中駕駛,并且汽車可以避免由人為故障引起的事故。當今的高科技雷達物位計技術不能足夠快地處理數據 - 但大自然確實如此。

        此外,科學家們不必設計放射性蜘蛛來賦予自主機器超級英雄傳感能力。

        就其而言,普渡大學的科學家們已經構建了受蜘蛛,鳥類,蝙蝠和其他動物啟發的雷達物位計,其真正的蜘蛛感覺是神經末梢與稱為機械感受器的特殊神經元相連。

        神經末梢 - 機械雷達物位計 - 只感知和處理對動物生存至關重要的信息。它們可以是纖毛,毛發或羽毛的形式。
     
        “智能系統可以收集的數據已經大量增加 - 而且這一速度正在以比傳統計算能夠處理的速度更快的速度增長,” Arrieta說,他的實驗室運用自然原理來設計結構,從機器人到飛機機翼。 。

        “大自然不必收集每一條數據; 它過濾掉了它所需要的東西,“他說。
        許多生物機械雷達物位計根據閾值(例如溫度或壓力的變化)過濾數據 - 它們從環境中獲得的信息。

        例如,蜘蛛的毛狀機械雷達物位計位于其腿上。當蜘蛛網以與獵物或配偶相關的頻率振動時,機械雷達物位計感知它,在蜘蛛中產生反射,然后反應非常迅速。機械雷達物位計不會檢測到較低的頻率,如網上的灰塵,因為它對蜘蛛的存活無關緊要。

     

    雷達液位計.jpg

     

        其想法是將類似的雷達物位計直接結合到自動機器的外殼中,例如汽車車身或飛機機翼。科學家在ACS Nano發表的一篇論文中說明,可以修改受蜘蛛毛發啟發的工程機械雷達物位計,以檢測預先建立的力。在現實世界中,這些力量將與自主機器必須避免的某個對象相關。

        但是他們制造的雷達物位計不僅能夠以非常快的速度感知和過濾 - 它們還可以計算,而且無需電源。

        硬件和軟件本質上沒有區別; 它們都是相互聯系的。雷達物位計用于解釋數據,以及收集和過濾數據。

        在本質上,一旦特定水平的力觸發與毛發機械雷達物位計相關的機械感受器,這些機械感受器通過從一種狀態交換到另一種狀態來計算信息。

        普渡大學的科學家與新加坡的南洋科技大學和蘇黎世聯邦理工學院合作,設計他們的雷達物位計以同樣的方式運作,并利用這些開/關狀態來理解信號。然后,智能機器將根據這些雷達物位計計算的內容做出反應。

        Arrieta說,這些人工機械雷達物位計可以非常快速地感知,過濾和計算。雷達物位計材料設計用于在外力觸發時快速改變形狀。形狀變化導致材料內部的導電顆粒彼此靠近移動,然后允許電流通過雷達物位計并傳送信號。該信號通知自治系統應如何反應。

        借助機器學習算法,我們可以訓練這些雷達物位計以zui小的能耗自動運行。制造這些雷達物位計的各種尺寸也沒有障礙。

        這項工作從蘇黎世聯邦理工學院和美國普渡大學,并與普渡大學的巨大飛躍慶典線收上來的資金支持,認識算法,人工智能和自動化作出普渡大學150一部分大學的國際進步屆周年。這是為期一年的慶祝活動創意節的四個主題之一,旨在突出普渡大學作為解決日常問題的知識中心。

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