Розуміння процесів у крихітному мозку комахи може допомогти в пошуках енергоефективних обчислень.
Маючи мозок розміром зі шпилькову голівку, комахи уникають перешкод і переміщуються через невеликі отвори. Як вони це роблять з їхніми обмеженими розумовими здібностями? Фізики з Гронінгенського університету вивчили особливості їхнього світосприйняття і продемонстрували робота, який діє як комаха. Про це повідомляє TechXplore.
Одним із ключових аспектів є видимий рух предметів під час переміщення. Наприклад, коли ми їдемо потягом, здається, що дерева поблизу рухаються швидше, ніж будинки вдалині. Комахи використовують цю інформацію для визначення відстані до об’єктів. Однак це працює тільки під час руху по прямій.
Рух по кривих робить завдання занадто складним для комах. Щоб зберегти керованість за своїх обмежених розумових здібностей, вони коригують поведінку: летять по прямій, роблять поворот, а потім роблять ще одну пряму лінію. З цього випливає такий висновок: якщо недостатньо ресурсів, можна спростити проблему своєю поведінкою.
У пошуках нейронного механізму, що керує поведінкою комах, вчені розробили модель активності їхніх нейронів і невеликого робота, який використовує її для навігації. Нейробіологи допомогли визначити обчислювальні принципи мозку комах.
Модель була запрограмована завжди прямувати до області з найменшим видимим рухом. Учені провели експеримент, у якому робот рухався довгим «коридором», що складався з двох стін із різними малюнками. Робот залишався посередині коридору, як це властиво комахам. В інших (віртуальних) середовищах, з перешкодами або вузькими отворами, модель також проявила схожу поведінку з комахами.
Той факт, що робот може переміщатися в реалістичному середовищі, не новий. Швидше, модель дає уявлення про те, як комахи виконують свою роботу і як їм вдається робити це настільки ефективно.
«У сфері робототехніки ефективність не завжди є пріоритетом. Ми, люди, схильні освоювати нові завдання в міру дорослішання, і в робототехніці це відбивається в сучасній тенденції машинного навчання. Але комахи здатні літати відразу з народження. Ефективний спосіб зробити це закладений у їхньому мозку», – пояснює фізик Елізабетта Чікка.
У майбутньому вчені планують використовувати принципи, натхненні комахами, для створення більш ефективних комп’ютерів. Крихітний чип виконуватиме роботу, роблячи пристрої набагато компактнішими та енергоефективнішими.