Flies' visie nagebootst om robots te besturen

Bj onderzoeken hoe fruitvliegen oogbewegingen gebruiken om de vluchtcontrole te verbeteren met een verbluffend hoge reactiesnelheid - ongeveer 30 keer sneller dan een oogwenk - onderzoekers hebben een raamwerk uitgewerkt om dit vermogen in robotica na te bootsen. Het team bestudeerde de bewegingen van fruitvliegjes die vastgebonden waren in een virtual reality-vluchtsimulator gebouwd met LED-verlichting en opgenomen met hogesnelheidscamera's.

Het team kon bepalen hoe fruitvliegen oogbewegingen gebruiken om hun vleugels snel te coördineren als reactie op wat ze zagen. Omdat vliegenogen aan het hoofd zijn bevestigd, volgden de onderzoekers hoofdbewegingen om af te leiden waar de vliegen naar keken. Stabiliserende blik is een gewoon fenomeen dat de meeste levende wezens kunnen doen; mensen bewegen bijvoorbeeld naadloos hun ogen, hoofd en/of lichaam om een ​​kamer te scannen.

Hoewel veel van het eerdere onderzoek op dit gebied zich richtte op vleugelbewegingen, zou het begrijpen hoe dieren zoals vliegen actieve oogbewegingen gebruiken om de vlucht te beheersen, de robotica enorm verbeteren. Momenteel hebben de meeste robots stationaire sensoren, waardoor detectie en beweging ontkoppeld blijven. Maar door de ogen en hersenen beter na te bootsen door de coördinatie van visuele sensoren die op het lichaam kunnen bewegen, zou de vluchtcontrole van robots enorm kunnen worden verbeterd.

Om deze theorie te ondersteunen, bepaalden de onderzoekers dat de ogen van de fruitvlieg vier keer sneller konden reageren dan het lichaam of de vleugels van het dier. Deze reacties waren ook nauw met elkaar verbonden, wat aantoont dat vliegen sterk afhankelijk zijn van oogbewegingen om hun vleugelbewegingen te coördineren. Hun ogen kunnen hun zicht beter controleren en stabiliseren dan oorspronkelijk werd gedacht door bewegingsonscherpte te verminderen.

Bovendien ontdekten ze dat wanneer de vliegen zorgvuldig lijm op hun hoofd hadden aangebracht en vervolgens opgenomen in de virtual reality-vluchtsimulator, de beperking van hun hoofdbewegingen een dramatische impact had op de vliegprestaties. Een belangrijk ontdekt principe was dat vliegenogen de visuele beweging die naar de hersenen gaat, vertragen en dit proces verbetert hun vlieggedrag. Aangetoond in dit werk, geloven de onderzoekers dat het ontsluiten van de geheimen van de biologische wereld brede implicaties kan hebben voor technologie.