Detektor Tabrakan Terinspirasi Belalang Tingkatkan Keamanan Robot dan Kendaraan
Penyebaran belalang, yang berjumlah jutaan serangga, terbang di langit untuk menyerang tanaman namun serangga individu tidak saling bertabrakan dalam rumpai besar ini. Tim insinyur sedang menciptakan detektor tabrakan daya rendah yang meniru respons penghindaran belalang untuk membantu robot, drone, bahkan mobil otonom menghindari tabrakan.
Belalang menggunakan satu neuron khusus yang disebut Lobula Giant Movement Detector (LGMD) untuk menghindari tabrakan. Neuron menerima dua sinyal yang berbeda. Yang pertama adalah citra belalang yang mendekat yang jatuh pada mata belalang yang menghindari. Semakin dekat belalang penakluk, semakin besar citra dan semakin kuat sinyal eksitasi ini menjadi. Masukan lainnya adalah perubahan kecepatan sudut dari belalang penakluk terhadap belalang yang menghindari. Karena neuron memiliki dua cabang, belalang menghitung perubahan dari kedua masukan ini dan menyadari bahwa sesuatu akan bertabrakan, sehingga belalang yang menghindari mengubah arah.
Para peneliti mengembangkan detektor tabrakan nano skala yang kompak menggunakan sulfida molibdena monolayer sebagai detektor cahaya. Mereka menempatkan detektor cahaya di atas arsitektur memori floating gate yang dapat diprogram yang dapat meniru respons neuron belalang menggunakan hanya sejumlah kecil energi.
Belalang bergerak dengan kecepatan dua hingga tiga mil per jam dan membuat perubahan arah dalam ratusan milidetik. Keputusan untuk bergerak menggunakan matematika nonlinier dan pengeluaran energi yang sangat kecil. Reaksi cepat dan penggunaan energi yang modest ini menarik bagi detektor tabrakan mekanis. Detektor saat ini untuk mobil otonom sangat besar dan sangat berat — detektor tabrakan para peneliti merespons dalam dua detik. Juga, alih-alih menjadi detektor yang segala macam, sensor berbasis sulfida molibdena ini spesifik pada tugas tetapi karena sangat kecil dan menggunakan energi yang sangat sedikit, itu dapat diterima.
Detektor cahaya menyebabkan peningkatan arus perangkat sebagai respons terhadap objek yang mendekat — sinyal eksitasi — sementara tumpukan memori floating gate yang mendasarinya selalu menyebabkan penurunan arus — sinyal inhibitor. Ketika objek mendekat, sinyal eksitasi ditambahkan dengan stimulus inhibitor, menyebabkan perubahan non-monotonik dalam arus perangkat, meniru respons pelarian neuron LGMD yang ditemukan pada belalang. Perangkat baru dapat mendeteksi potensi tabrakan berbagai objek pada kecepatan yang bervariasi.
Para peneliti hanya telah menguji perangkat dengan objek pada jalur tabrakan langsung; mereka masih perlu mengoptimalkan respons untuk situasi tambahan.
