您按在汽水的外帶杯蓋上的奇怪而令人滿意的小圓頂有一天可能會使有翼無人機(jī)免于急轉(zhuǎn)直下。無人機(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)記住危險條件的感覺并迅速做出反應(yīng)。這項由普渡大學(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學(xué)習(xí)如何自行適應(yīng)周圍環(huán)境。該論文發(fā)表在《高級智能系統(tǒng)》雜志上。

與人類和其他生物不同，自動駕駛汽車缺乏過濾掉他們不需要的信息的方法，這會減慢他們對環(huán)境變化的響應(yīng)時間。

“這個問題叫做‘數(shù)據(jù)淹沒’。無人機(jī)無法充分發(fā)揮其飛行能力，因為它們的傳感器要處理的數(shù)據(jù)太多，這會妨礙它們在某些情況下安全飛行，”普渡大學(xué)機(jī)械工程副教授安德烈斯·阿列塔(AndresArrieta)說工程。

可以感知周圍環(huán)境的圓頂覆蓋表面將是朝著使無人機(jī)機(jī)翼僅感知最必要的感官信息邁出的一步。因為翻轉(zhuǎn)圓頂只需要一定的最小力，低于此閾值的力會被自動過濾掉。

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人機(jī)的控制系統(tǒng)表明機(jī)翼正在經(jīng)歷危險的壓力模式。Arrieta說，其他圓頂圖案可能表示危險的溫度或物體正在接近。

無人機(jī)機(jī)翼上的圓頂陣列可以幫助它僅在必要時從周圍環(huán)境中檢測信息。學(xué)分：普渡大學(xué)/賈里德派克

通過感覺賦予無人機(jī)聯(lián)想記憶

一個可翻轉(zhuǎn)的圓頂可以在危險條件下為無人機(jī)機(jī)翼提供記憶線索，這似乎很奇怪，但人類和動物也使用不相關(guān)的概念來識別關(guān)系。這種學(xué)習(xí)策略稱為聯(lián)想記憶。例如，當(dāng)您忘記了一個地方的名稱時，您可能會使用諸如建筑物顏色之類的細(xì)節(jié)來記住它。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的實驗室研究工程材料的形狀如何幫助其計算和處理信息。他的實驗室經(jīng)常從蜘蛛和其他動物如何利用它們的解剖形狀來感知和理解周圍的世界中獲得靈感。

幾十年來，電子產(chǎn)品被設(shè)計成通過將黑色或白色像素模式中的信息編碼為零或一來保存和檢索圖像。因為圓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)隊在研究中表明，當(dāng)一定程度的力使圓頂?shù)怪脮r，嵌入圓頂周圍超材料片的平坦部分的傳感器會檢測到形狀的變化。然后，一個電信號會觸發(fā)一個稱為憶阻器的存儲設(shè)備，以記錄力以及在紙張上檢測到力的位置。對于倒圓頂?shù)拿總€實例，超材料學(xué)會記住一定程度的力在其表面上產(chǎn)生的模式。

在實踐中，無人機(jī)機(jī)翼能夠快速回憶起與危險情況相關(guān)的模式，因為超材料將其所有“部分記憶”從倒置圓頂模式中記錄下來，作為這些模式共同創(chuàng)造的單一“完整記憶”。基于這項研究，研究人員認(rèn)為，超材料不需要“緩沖”來回憶它隨著時間的推移存儲在自身內(nèi)部的信息。

Arrieta說，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人機(jī)機(jī)翼一樣的大表面積。接下來，研究人員將根據(jù)從圓頂中學(xué)到的信息，測試材料對周圍環(huán)境的反應(yīng)。Arrieta預(yù)計，在未來三到五年內(nèi)，將有可能使用這種材料設(shè)計制造無人機(jī)機(jī)翼。

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