这里是科学美国人——60秒科学系列,我是克里斯托弗·因塔格里塔
全球定位系统(简称GPS)改变了我们的出行方式 。但其他动物早已拥有了内置的导航系统,比如蚂蚁和蜜蜂 。
“我们知道它们的眼睛对偏振光非常敏感,而天空中有一种与太阳位置有关的特殊模式的偏振光 。”爱丁堡大学的生物机器人学家芭芭拉·韦伯说到 。
如果你拿起一副偏振光太阳镜,将其对着天空旋转,你可以亲眼看到偏振光——穿过镜片的光线会发生变化 。韦伯表示,这些昆虫复眼的小平面内就有偏振现象 。
“你可以想象在它们眼睛上面有小型偏振方向过滤器,或有许多指向不同方向的太阳镜 。”
但韦伯很好奇,天空中是否真的有足够的信息,能让昆虫拥有准确的方向感 。因此,她的团队制作了模仿沙漠蚂蚁眼睛的传感器,并将其置于模拟天空的人工光下 。之后,他们将传感器数据输入计算机模型,该模型会模拟沙漠蚂蚁、蟋蟀和其他拥有天文罗盘的昆虫的大脑 。
他们发现,有了这种昆虫内置的感知和处理设备,他们可能会感知到罗盘方向仅有几度的误差 。研究结果发表在《公共科学图书馆·计算机生物学》期刊上 。
基于昆虫这种原理而建立的系统,有一天可能会成为GPS廉价且低能耗的替代品 。“昆虫的大脑非常小 。这种针头大小的大脑几乎不消耗任何能量 。然而,它们的导航能力却能优于GPS这种巨型基础设施 。”
韦伯目前正致力于研制像沙漠蚂蚁那样用光来确定方位的机器人 。虽然太阳下山后,它可能就要问路了 。
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