昆蟲的小腦袋不太可能成為生物模仿的源泉，但荷蘭格羅寧根大學和德國比勒費爾德大學的研究人員認為，它是應用於機器人移動方式的理想系統。果蠅（Drosophila melanogaster）擁有非常簡單但有效的導航技能，它們只需動用很少的腦力就能沿著看不見的直線迅速飛行，然後做出相應調整–向左或向右傾斜飛行–以避開障礙物。

在機器人技術日益先進的時代，有一個團隊卻逆流而上，從一隻小飛蟲針尖大小的大腦中尋找靈感，製造出了一個只需花費極少精力和能量就能巧妙避開碰撞的機器人。

科學家認為，果蠅的大腦非常小，在飛行過程中可用的計算資源非常有限，這種生物模型可以用於機器人的”大腦”，以實現高效、低能耗和避開障礙物的運動。

格羅寧根大學的物理學家伊麗莎白-奇卡（Elisabetta Chicca）說：”就像在火車上一樣。附近的樹木似乎比遠處的房屋移動得更快。昆蟲利用這一信息來推斷事物的距離。我們從中學到的是：如果你沒有足夠的資源，你可以用你的行為來簡化問題。”

在果蠅的大腦中，周圍物體的運動是透過光學神經元T4 和T5 處理的。在比勒費爾德大學神經生物學家馬丁-埃格爾哈夫（Martin Egelhaaf）的幫助下，研究小組透過演算法在小型機器人”大腦”中模擬了這種神經活動，使其具備了處理方向資訊的能力，從而有效地移動並避免與路徑上的任何障礙物發生碰撞。

“許多機器人技術並不關注效率，」奇卡說。 “我們人類在成長過程中往往會學習新的任務，在機器人技術領域，這也反映在當前的機器學習趨勢中。但昆蟲一出生就能立即飛行。在它們的大腦中，高效的飛行方式是硬性規定的。”

最終，這個小巧的機器人實現了一個主要目標–轉向偵測到的移動最少的區域。格羅寧根大學的索爾本-肖佩（Thorben Schoepe）是硬體的設計者，他對輪式機器人進行了一系列測試，發現它能在物體之間找到中心點，還能靈巧地調整路徑，引導自己繞過障礙物–就像昆蟲在飛行時一樣。

由研究員索爾本-肖佩（Thorben Schoepe）製造的機器人在導航測試中對準目標中心Leoni von Ristok/格羅寧根大學

奇卡說：”這個模型非常出色，一旦設置好它，它就能在各種環境下工作。這就是這項成果的魅力所在。”

研究團隊認為，這是第一個專注於避障的同類研究，它為機器人神經形態硬體的發展邁出了一大步。未來，這樣的機器可用於在災難現場等雜亂地形中導航，能量輸出極低，還可根據用途配備不同類型的感測器，如探測無結構物體的雷達。

奇卡說：「我們開發的機器人靈感來自昆蟲。它具有在密集地形中行進、避免碰撞、穿越縫隙和選擇安全通道的卓越能力。這些能力是透過一個神經形態網路引導機器人向表面移動較小的區域移動來實現的。我們的系統利用了有關昆蟲視覺處理和避障的知識”。

這項研究發表在《自然通訊》雜誌。