您按在汽水的外帶杯蓋上的奇怪而令人滿(mǎn)意的小圓頂有一天可能會(huì)使有翼無(wú)人機(jī)免于急轉(zhuǎn)直下。無(wú)人機(jī)機(jī)翼上的這些可翻轉(zhuǎn)圓頂?shù)膱D案可以讓它在幾微秒內(nèi)記住危險(xiǎn)條件的感覺(jué)并迅速做出反應(yīng)。這項(xiàng)由普渡大學(xué)和田納西大學(xué)諾克斯維爾分校的研究人員進(jìn)行的研究是首次展示超材料，該材料利用其形狀來(lái)學(xué)習(xí)如何自行適應(yīng)周?chē)h(huán)境。該論文發(fā)表在《高級(jí)智能系統(tǒng)》雜志上。

與人類(lèi)和其他生物不同，自動(dòng)駕駛汽車(chē)缺乏過(guò)濾掉他們不需要的信息的方法，這會(huì)減慢他們對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)時(shí)間。

“這個(gè)問(wèn)題叫做‘數(shù)據(jù)淹沒(méi)’。無(wú)人機(jī)無(wú)法充分發(fā)揮其飛行能力，因?yàn)樗鼈兊膫鞲衅饕幚淼臄?shù)據(jù)太多，這會(huì)妨礙它們?cè)谀承┣闆r下安全飛行，”普渡大學(xué)機(jī)械工程副教授安德烈斯·阿列塔(AndresArrieta)說(shuō)工程。

可以感知周?chē)h(huán)境的圓頂覆蓋表面將是朝著使無(wú)人機(jī)機(jī)翼僅感知最必要的感官信息邁出的一步。因?yàn)榉D(zhuǎn)圓頂只需要一定的最小力，低于此閾值的力會(huì)被自動(dòng)過(guò)濾掉。

例如，在機(jī)翼的某些部分上下彈出的特定圓頂組合可以向無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)表明機(jī)翼正在經(jīng)歷危險(xiǎn)的壓力模式。Arrieta說(shuō)，其他圓頂圖案可能表示危險(xiǎn)的溫度或物體正在接近。

無(wú)人機(jī)機(jī)翼上的圓頂陣列可以幫助它僅在必要時(shí)從周?chē)h(huán)境中檢測(cè)信息。學(xué)分：普渡大學(xué)/賈里德派克

通過(guò)感覺(jué)賦予無(wú)人機(jī)聯(lián)想記憶

一個(gè)可翻轉(zhuǎn)的圓頂可以在危險(xiǎn)條件下為無(wú)人機(jī)機(jī)翼提供記憶線(xiàn)索，這似乎很奇怪，但人類(lèi)和動(dòng)物也使用不相關(guān)的概念來(lái)識(shí)別關(guān)系。這種學(xué)習(xí)策略稱(chēng)為聯(lián)想記憶。例如，當(dāng)您忘記了一個(gè)地方的名稱(chēng)時(shí)，您可能會(huì)使用諸如建筑物顏色之類(lèi)的細(xì)節(jié)來(lái)記住它。調(diào)用內(nèi)存的部分版本可以讓您構(gòu)建該內(nèi)存的更完整版本。

Arrieta的實(shí)驗(yàn)室研究工程材料的形狀如何幫助其計(jì)算和處理信息。他的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常從蜘蛛和其他動(dòng)物如何利用它們的解剖形狀來(lái)感知和理解周?chē)氖澜缰蝎@得靈感。

幾十年來(lái)，電子產(chǎn)品被設(shè)計(jì)成通過(guò)將黑色或白色像素模式中的信息編碼為零或一來(lái)保存和檢索圖像。因?yàn)閳A頂只能采用兩種狀態(tài)——彈出或彈出——這些狀態(tài)可以像0和1一樣創(chuàng)建用于構(gòu)建聯(lián)想記憶的空間模式。

Arrieta和他的團(tuán)隊(duì)在研究中表明，當(dāng)一定程度的力使圓頂?shù)怪脮r(shí)，嵌入圓頂周?chē)牧掀钠教共糠值膫鞲衅鲿?huì)檢測(cè)到形狀的變化。然后，一個(gè)電信號(hào)會(huì)觸發(fā)一個(gè)稱(chēng)為憶阻器的存儲(chǔ)設(shè)備，以記錄力以及在紙張上檢測(cè)到力的位置。對(duì)于倒圓頂?shù)拿總€(gè)實(shí)例，超材料學(xué)會(huì)記住一定程度的力在其表面上產(chǎn)生的模式。

在實(shí)踐中，無(wú)人機(jī)機(jī)翼能夠快速回憶起與危險(xiǎn)情況相關(guān)的模式，因?yàn)槌牧蠈⑵渌?ldquo;部分記憶”從倒置圓頂模式中記錄下來(lái)，作為這些模式共同創(chuàng)造的單一“完整記憶”?；谶@項(xiàng)研究，研究人員認(rèn)為，超材料不需要“緩沖”來(lái)回憶它隨著時(shí)間的推移存儲(chǔ)在自身內(nèi)部的信息。

Arrieta說(shuō)，由于可以使用現(xiàn)有方法制造超材料，這些圓頂可以很容易地覆蓋像無(wú)人機(jī)機(jī)翼一樣的大表面積。接下來(lái)，研究人員將根據(jù)從圓頂中學(xué)到的信息，測(cè)試材料對(duì)周?chē)h(huán)境的反應(yīng)。Arrieta預(yù)計(jì)，在未來(lái)三到五年內(nèi)，將有可能使用這種材料設(shè)計(jì)制造無(wú)人機(jī)機(jī)翼。

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