科技日報北京6月19日電(記者張夢然)澳大利亞昆士蘭科技大學團隊開發出一種新型機器人導航系統。該系統能模仿人類大腦的神經運作過程,實現類腦導航,其能耗不到傳統導航系統所需能量的10%。這項研究成果發表在最新一期《科學·機器人學》雜誌上。
這種名為基於神經形態系統的位置編碼(LENS)的新系統,為機器人位置識別設立了新的低能耗標準。研究團隊為此專門設計了算灋,使系統能以類似於人類學習的管道處理資訊,即通過電脈衝形式進行資料處理,類比真實神經元間的訊號傳遞機制。
通過採用神經形態計算科技,LENS系統大幅降低了視覺定位所需的能量消耗,使機器人能够在有限電源供應的情况下運行更長時間,並覆蓋更大的活動範圍。
LENS系統可識別8公里內的位置,僅需180KB的存儲空間,這是其他同類系統所需存儲量的大約1/300。
LENS系統巧妙地結合了類似大腦的脈衝神經網路、專門對運動作出響應的“事件相機”,以及低功耗晶片,所有組件都被集成在一個小型機器人平臺上。該系統展示了如何通過神經形態計算實現機器人的實时、節能定位跟踪,從而開啟了低功耗導航科技的新篇章。
LENS系統的一項關鍵創新在於其獨特的算灋。該算灋充分利用了兩種先進的仿生硬體:一種是被稱為“事件相機”的特殊感知設備,另一種則是用於計算的神經形態晶片。“事件相機”並不捕捉場景中每一幀的所有細節,而是每微秒持續監測亮度變化和運動情况,這種管道非常接近於人眼和大腦處理視覺資訊的管道。這種設計不僅提高了效率,也顯著增强了系統的實用性。
【總編輯圈點】
這是神經形態計算在機器人領域的重大突破。它擺脫了傳統機器人導航對高能耗硬體的依賴,使機器人在資源受限環境下仍能長時間運行。生活中,它可廣泛應用於物流配送、環境監測、災難救援等;在前沿領域,則適用於無人機、深海探測器、火星車等場景。而隨著算灋和硬體的進一步優化,LENS所代表的神經形態導航系統,或將成為下一代智慧機器的核心技術之一,推動人工智慧與機器人科技深度融合。