蜜蜂大脑启发仿生芯片设计,开启微型机器人导航新篇章
2026-01-31 15:06
来源:地平线:欧盟研究与创新杂志
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蜜蜂虽小,却拥有令人惊叹的感知与导航能力,它们的大脑正成为新一代微型低功耗芯片设计的灵感源泉。这些芯片未来有望应用于微型机器人和传感器领域,实现高效、精准的定位与导航。瑞典隆德大学教授安德斯·米克尔森指出:“蜜蜂无需借助智能手机或卫星导航,仅凭观察天空的偏振光和自身飞行速度就能找到回家的路,这种能力令人称奇。”

米克尔森是欧盟“昆虫神经纳米”(InsectNeuroNano)项目团队成员,该项目致力于将蜜蜂的内部导航系统复制到计算机芯片上。当前,已有芯片能够模拟蜜蜂的寻路方式,但蜜蜂的效率远超计算机。米克尔森表示,现有轻型芯片重量易超80克,功耗超7瓦,而蜜蜂大脑功耗不到百分之一瓦。团队正研发的仿生昆虫芯片,能确定自身位置,且体积更小、效率更高。这款芯片高度专业化,仅利用光传感器信号和速度信息确定位置,如同蜜蜂大脑般专为高效导航进化。

研究团队生物学家与工程师携手,将昆虫世界奥秘融入计算机设计。荷兰格罗宁根大学伊丽莎白·奇卡教授专攻仿生电路和系统,她构建了芯片虚拟模型,尽管对昆虫大脑了解有限,但已掌握足够信息启动系统构建。这类研究对生物学家也颇具价值,芯片模型可揭示昆虫大脑回路连接方式。

InsectNeuroNano项目采用纳米光子电路,通过引导光线穿过芯片微小结构实现光子计算,能更高效传输数据,简化操作。目前,研究人员已在实验室成功制造出模拟昆虫大脑功能的原型芯片,但技术真正应用于现实世界还需约10年。米克尔森称,虽制造小巧芯片并运用新型设计原理难度大,但团队已推动技术发展,积累了丰富经验。

“在机器蜜蜂能够飞来飞去之前,我们还有很多步骤要做,但我们已经从一个理论概念,变成了实验室里能够模拟昆虫大脑的装置。”米克尔森说,“现在我们必须搭建一个完整的系统,第一步已经迈出——现在真正的进展可以开始了。”

出版详情:作者:Tom Cassauwers,标题:《蜜蜂大脑如何塑造下一代计算机芯片》,发表于:《地平线:欧盟研究与创新杂志》

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