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重大发现昆虫智能机器人为人类带来福音!解决最后一公里?

  昆虫再小,也是一个完整的生命,有自己的思考决策,是一个有"智慧"的生命。
  如何从昆虫中得到启示,完成机器人"最后一公里"的建设是业界难题,科学家们对此进行了由表及里的研究,有重大发现。
  科学发文:从昆虫得到的AI启示
  我们一直希望自主机器人能够在在复杂的未知环境中执行各种复杂任务,但可用的机载计算能力和算法对于实现更高级别的自主性有着相当大的障碍。
  特别是随着机器人变得越来越小,摩尔定律的终结即将到来。科学家认为从昆虫智能中汲取灵感是机器人人工智能(AI)的一个有前途的替代方案,用于实现小型移动机器人的自主性。
  特斯拉自主机器人首秀自主机器人
  自主移动机器人,如无人机、漫游器和腿式机器人,可以行广泛的任务,从自动监测温室中的作物到最后一公里的交付。
  这些应用要求机器人在执行复杂任务时长时间运行,通常在未知、变化和复杂的环境中运行。
  自主无人机
  现有技术通常依赖于定位和建图(SLAM)算法,这些算法需要比许多嵌入式处理器更多的计算资源。
  十年前,我们可以预期微处理器的发展能弥补这种性能差距,当然,当时的发展符合摩尔定律,密集集成电路中晶体管数量约每2年翻一倍。
  摩尔定律
  然而,AI时代,摩尔定律跟不上了,我们需要探索替代方法来解决小型自主机器人的计算硬件和人工智能问题。
  小型机器人后空翻聪明的昆虫
  昆虫是约480万年前在节肢动物群中分化出来的,它们是动物界中占主导地位的一个门,已经鉴定出了约一百万种,预计总数为550万种,而脊椎动物仅已知约7万种。
  由于数量多,适应性越来越强,如爬行、飞行和游泳;复杂的视觉系统;强大的导航策略;甚至是社会合作行为。
  各种个样的昆虫
  它们的神经元却很少,蜜蜂大约有100万个神经元,而最小的飞蜂,小微腹蜂(Megaphragma mymaripenne),甚至只有不到1万个神经元。
  但这些少量神经元体现了昆虫智能的处理效率,特别是昆虫的这些惊人能力为设计机器人提供了丰富的灵感。
  昆虫大脑神经元
  昆虫智能的主要特点是它的简洁性,即昆虫使用最小化的系统,在复杂、动态且有时充满敌意的环境中实现成功决策的行为。
  进化驱使昆虫和其他动物以尽可能小的脑来实现它们的行为,其能量消耗仅达几毫瓦的功率。
  聪明的蜜蜂在交流
  实现这种简洁性的重要因素是"具身认知",人类也有这种认知,指的是认识到智能不仅依赖于大脑,而且依赖自身。
  昆虫智能还以"感觉-运动协调"为特征,将它们的运动行为与感觉输入相结合,以实现一系列自然的行为。
  昆虫智能(DOI: 10.1126/scirobotics.abl6334)从昆虫得到启示的AI
  从聪明的昆虫得到启发,第一种方法通常遵循,将大的AI系统分成感知、状态估计和控制模块,然后在没有利用感觉运动协调的情况下单独开发每个模块。
  这种方案的问题是太复杂了,简单的元素以复杂的方式相互作用,可能并不是最优的解决方案。
  分治策略
  第二种方法是学习昆虫,但昆虫本身就是高度复杂的系统,很难揭示其行为背后的确切机制,比如自然进化、生长、繁殖的约束等,人类尚无法复制。
  这些约束对于设计系统来说,难以得到优化目标函数,不过当前对果蝇的研究倒是有一些进展,比如操控飞行。
  模仿果蝇飞行的微型无人机
  第三种方法是基于AI自动设计自主机器人系统,绕过与复杂性相关的困难,而实现生物启发智能的自动设计的主要方法是使用进化机器人技术。
  进化机器人技术面临的主要挑战是从零开始寻找解决复杂任务的方法,强化学习是重要的实现技术。
  机器人从行走进化到翻跃
  从昆虫的得到的启示是,许多昆虫都可以在复杂的环境中自由移动,避免障碍物,并找到最短的路径;这些能力可以通过使用传感器和算法来模仿,并在智能机器人中实现。
  昆虫还可以在身体和传感器有限的资源下执行复杂的任务;机器人设计可以通过使用类似的策略来减少机器人所需的传感器数量和计算资源,从而提高机器人的效率和鲁棒性。
  组装机器人传感器
  昆虫的视觉系统包含复眼和单眼,复眼可以提供广泛的视野和快速运动的能力,单眼则可以提供深度感知。
  设计昆虫智能机器人时,可以借鉴这些特征,例如使用多个摄像头来模拟昆虫的复眼,或者使用激光雷达等传感器来实现单眼感知。
  昆虫的复眼
  蚂蚁可以实现复杂的协同行为,如为了寻找食物而组织起来的搜索队伍,这种行为在设计智能机器人时可以借鉴。
  通过模拟这种协同行为,可以设计出能够自主搜索和收集信息的智能机器人,如用于探测火灾、地震等灾害情况下的机器人。
  探测机器人分析易燃易爆气体总结
  从以上分析,我们可以发现生物界充满了未知和神秘,人类永远在探索中。
  而我们则需要尊重大自然,接受自然进化赋予世界的魅力,不断学习。
  大自然的魅力
  仅从昆虫中学习,我们就可以将相关的启示应用于各种领域。
  例如,可以用于环境监测,如测量空气中的温度、湿度和气体浓度等;可以用于农业,如自动化地完成农作物的收割和喷洒农药等;也可以用于救援行动,如搜寻失踪者和协助救援人员等。
  人工智能,未来可期。

科莫多巨蜥的毒液到底有多可怕?2009年,一名31岁的渔民安瓦尔,在印尼科莫多岛上采摘水果,结果不小心从水果树上掉了下来,刚好踩到了一只巨型蜥蜴,蜥蜴瞬间就朝他扑了过去,咬住了他的腿,之后又咬住了他的手臂,身体武汉未来的房价会涨到100000元平米吗?这个问题的答案是肯定的!以目前的趋势,未来武汉房价必然达到10万的水平,只是时间长短的问题。2010年至2017年,短短七年间,武汉的房价已经翻了3番,目前,武汉部分高端楼盘如洞庭兰州青白石片区,中央公园怎么样?兰州北拓的黄金区域,目前基础交通还跟不上建设需要,交通滞后可能会成为十四五期间兰州青白石片区发展的的最大障碍!不过就兰州地理位置和城区格局而言,青白石片区是离主城区最近的待开发区域农民为什么不在国家统计失业范围之内?中国有四个儿子,大儿子叫工人,二儿子叫子弟兵,三儿子叫公务员,四儿子叫农民,所以四儿子就没有纳入统计失业包括养老金范围,因为四儿子有金山银山还有三分地。农民有土地,这是农民可以赖以农村成立社区是什么意思?很多农村驻有村委会办公室,同时也驻有社区管理委员会办公室,特别是在城市郊区的农村和街道的农村都同时设立了村委会和社区管理委员会,很多人弄不明白是怎么回事。那农村成立社区是什么意思呢农村里的剩男,为何一剩再剩呢?到底是什么原因?男女比例失调。计划生育只要一个孩子时,受封建思想影响,都拚命要男孩,等他们长大了,很难找到媳妇。一,农村姑娘远嫁,二,女孩见少,三,彩礼高,四,剩男挣钱少。我就一大龄剩男!个人亲身抖音付费直播试水,看直播要给钱了?我们应该如何思考?使劲收,最好是家人们看的话,一分钟100块钱。毕竟粉丝听话的很。毕竟人设都设计好了打PK,卖货摆错价格,怒亏2个亿回馈粉丝。没事就怼工厂,怼员工反正就是赔钱回馈粉丝。赔完还得补交税马上就要退休了,退休工资才3650元太少了,怎么办?3600不少了。我企业工龄32年,退休时退休金只有2200,涨了这么多年还不到3000。知足常乐吧!如果身体不好,这些钱也够生活了,如果身体还可以,就找一些力所能及的工作,打打工补南宁五象新区未来的发展潜力很大吗?五象新区无法成为国家级新区!!!目前看来,五象新区的潜力也就这样了。我们对比一下贵阳的贵安新区,贵安新区的面积是1700平方公里,由贵阳市的郊区和安顺市合并得来。是全国第8个国家级如果把三峡大坝加高10米,截留更多的洪水,可行吗?我国的三峡大坝,作为当今世界上最大的水利枢纽工程,位于湖北省宜昌市上游,距下游葛洲坝水电站38公里,三峡大坝全长2309米高185米,呈梯形形状,集发电旅游航运调控洪水于一身。三峡大家有经历过亲人去世吗?是怎样走出痛苦和想念的?2018年9月1日下午3点8分,我的妻子在医院里停止了呼吸。她的眼睛没有闭上,我流着泪,帮她合上了双眼。我永远失去了我最亲近的爱人,孩子永远的失去了妈妈。一位好妻子,好女儿,好姑妈
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