研究人員通過蜜蜂的大腦進行逆向工程來創(chuàng)造無人機原型

今年2月份在西雅圖舉行的美國科學促進會大會上，謝菲爾德大學的詹姆斯?馬歇爾(James Marshall)教授展示了他和他的團隊如何通過對蜜蜂的大腦進行逆向工程來創(chuàng)造無人機原型?！懊鄯涫峭昝赖囊曈X導航者?！彼f，“它們可以通過最少量的學習在一個復雜的三維環(huán)境中非常穩(wěn)健地飛行，僅使用1立方毫米的大腦中的100萬個神經(jīng)元……對我們來說，它們是研究腦大小與智力的絕佳對象?！彼硎?，項目已經(jīng)獲得了科研籌資機構(gòu)“英國研究與創(chuàng)新”共480萬英鎊的贊助，并正邁向商業(yè)化。該項目最近將分立出一家名為Opteran Technologies的企業(yè)，后者正在籌集150萬英鎊的種子資金。

研究人員正在進行兩類實驗，對蜜蜂的大腦進行“逆向工程”——了解蜜蜂與大黃蜂如何可靠地飛行數(shù)公里，學習這些能讓它們返回蜂巢的特性。

這些昆蟲優(yōu)化了從它們的巢穴到多處采蜜點的距離。蜜蜂的大腦能同時進行多項任務、適應新場景并迅速學習——這與人類工程師設計的典型人工智能和機器學習系統(tǒng)形成了鮮明對比。

第一類實驗通過在蜜蜂背部安裝微小的雷達應答器來追蹤真正的蜜蜂采蜜的運動軌跡。分析蜜蜂的飛行路徑為研究背后的神經(jīng)過程提供了線索?！霸谖覀冇美走_追蹤一只蜜蜂前，我們需要在她背上貼一個電子小標簽，這說起來容易做起來難?！鳖I(lǐng)導該項目這部分工作的倫敦瑪麗王后大學的喬?伍德蓋特(Joe Woodgate)說?！八鼈兎浅Ｉ朴趶奈覀兪种刑用摚斘覀兂晒o一只蜜蜂貼上標簽，就會激怒它，這可不安全?！?/span>

第二條研究路線很快即將開始，實驗將把一個小電極插入一只拴著的蜜蜂的大腦，讓它在實驗室的虛擬現(xiàn)實環(huán)境中運動。然后，科學家就可以將神經(jīng)信號與蜜蜂的運動聯(lián)系起來——首先讓蜜蜂在追蹤球上行走，然后再讓它飛行。他們目前正在訓練蜜蜂在大腦記錄開始前在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中飛行。

“我們模擬了蜜蜂大腦的25%左右，或許還要多一點。”馬歇爾說。“我們有類蜜蜂機器人，它們會像蜜蜂一樣在實驗室飛來飛去，從周遭環(huán)境提取信息?！?/span>

該團隊并沒有制造一群蜜蜂大小的無人機，而是建造了更大的機型，一種重600克，另一種重250克。一只蜜蜂的重量大約為0.1克。“250克重的無人機真正令人興奮的是，所有運算都是在機上進行的?！彼f?！跋胂脒@架無人機有多小，大腦就在機上，我們認為這一點是真正的成就?！?/span>

Opteran公司的長遠目標是銷售基于對蜜蜂研究而研發(fā)的人工智能軟件與算法，而非制造無人機本身。馬歇爾表示，他們的潛在客戶是使用無人機投遞包裹的物流企業(yè)。

這項技術(shù)用于商業(yè)至少還要五年，他補充道：“讓無人機在城市里飛行的風險很高，如果無人機墜落就可能致人受傷甚至死亡，要實現(xiàn)這一目標，就必須讓監(jiān)管部門相信，你的飛行物是安全的。