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2020-02-01無人機向飛蛾學習飛行方式
602 期
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無人機近年來在各大領域變得炙手可熱，諸如業餘高空攝影玩家、透過無人機拍攝電影或軍事等用途。但如果飛行環境與地形等較為複雜，礙於無人機自身導航系統的能力有限，大幅限縮無人機的飛行導航能力。為了解決此問題，美國波士頓大學（Boston University）與華盛頓大學 （University of Washington）合作的研究團隊，以飛蛾的飛行策略作為參考， 分析牠們的飛行方式後，建構出一套全新的飛行機制，用於應變各種複雜的飛行環境。
研究團隊首先利用菸草天蛾 （Manduca sexta）進行實驗。 研究人員在實驗室內設置虛擬的叢林環境，並追蹤天蛾的飛行方式。而研究人員在取得天蛾的飛行的數據資料後，再將此轉換為無人飛機的飛行策略，並比較天蛾與無人機之間的差異。
實驗過程中發現，與無人機藉由分析環境中的障礙物位置的方式不同，天蛾的飛行模式更傾向於依賴光流 （optical flow），也就是在運動過程中，透過解析場景中的各物件與眼球的相對運動，判斷與物件之間的距離作為飛行策略。
最後，研究人員在無人機的導航系統中，同時採納飛蛾的飛行策略及解析飛行環境中的障礙物等物件的方式， 順利提升無人機的飛行性能。研究人員表示，未來的無人機在此飛行策略下，將能夠在如森林等複雜的環境中順利自主導航。
Henghui Zhu et al., Learning from animals: How to Navigate Complex Terrains, PLOS Computational Biology, 2020.