Fruchtfliegen-Vision nutzen, um Roboter-Flugsteuerung zu verbessern

Indem sie untersuchten, wie Fruchtfliegen Augenbewegungen nutzen, um die Flugsteuerung mit einer atemberaubend schnellen Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern – etwa 30-mal schneller als ein Wimpernschlag – haben Forscher einen Rahmen detailliert, um diese Fähigkeit in der Robotik nachzuahmen. Das Team untersuchte die Bewegungen von Fruchtfliegen, die in einem Virtual-Reality-Flugsimulator aus LED-Lichtern befestigt waren und mit Hochgeschwindigkeitskameras aufgezeichnet wurden.

Das Team konnte bestimmen, wie Fruchtfliegen Augenbewegungen nutzen, um ihre Flügel schnell in Reaktion auf das, was sie sahen, zu koordinieren. Da Fliegenaugen am Kopf fixiert sind, verfolgten die Forscher Kopfbewegungen, um zu schließen, wohin die Fliegen schauten. Blickstabilisierung ist ein gewöhnliches Phänomen, das die meisten Lebewesen können; Menschen bewegen beispielsweise nahtlos ihre Augen, den Kopf und/oder den Körper, um einen Raum zu scannen.

Während sich viel der bisherigen Forschung in diesem Bereich auf Flügelbewegungen konzentrierte, könnte das Verständnis, wie Tiere wie Fliegen aktive Augenbewegungen zur Flugsteuerung nutzen, die Robotik 크게 verbessern. Derzeit haben die meisten Roboter stationäre Sensoren, wodurch Wahrnehmung und Bewegung entkoppelt bleiben. Durch bessere Nachahmung der Augen und des Gehirns durch Koordination visueller Sensoren, die sich am Körper bewegen lassen, könnte die Flugsteuerung von Robotern erheblich verbessert werden.

Zur Stützung dieser Theorie stellten die Forscher fest, dass die Augen der Fruchtfliege viermal schneller reagieren konnten als der Körper oder die Flügel des Tieres. Diese Reaktionen waren auch eng gekoppelt, was zeigt, dass Fliegen stark auf Augenbewegungen zur Koordination ihrer Flügelbewegungen angewiesen sind. Ihre Augen können ihre Sicht besser kontrollieren und stabilisieren als ursprünglich angenommen, indem sie Bewegungsunschärfe reduzieren.

Zusätzlich fanden sie heraus, dass, als den Fliegen sorgfältig Klebstoff auf den Kopf aufgetragen wurde und sie dann im Virtual-Reality-Flugsimulator aufgezeichnet wurden, die Einschränkung ihrer Kopfbewegungen einen dramatischen Einfluss auf die Flugleistung hatte. Ein wichtiges entdecktes Prinzip war, dass Fliegenaugen visuelle Bewegung, die in das Gehirn geht, verlangsamen und dieser Prozess ihr Flugverhalten verbessert. In dieser Arbeit demonstriert, glauben die Forscher, dass das Entschlüsseln der Geheimnisse der biologischen Welt weitreichende Auswirkungen auf die Technologie haben könnte.