Sensor Terinspirasi Alam Meningkatkan Penglihatan Mesin Otonom untuk Navigasi yang Lebih Aman
Kemampuan sensing yang lebih baik akan memungkinkan drone untuk navigasi di lingkungan berbahaya dan untuk mobil mencegah kecelakaan yang disebabkan oleh kesalahan manusia. Teknologi sensor terdepan saat ini tidak memproses data cukup cepat, tetapi alam melakukannya.
Peneliti telah membangun sensor terinspirasi dari laba-laba, kelelawar, burung, dan hewan lain yang indra aktualnya adalah ujung saraf yang terhubung dengan neuron khusus yang disebut mekanoreseptor. Ujung saraf — mekanosensor — hanya mendeteksi dan memproses informasi yang esensial untuk kelangsungan hidup hewan. Mereka datang dalam bentuk rambut, sisik, atau bulu. Banyak mekanosensor biologis menyaring data — informasi yang mereka terima dari lingkungan — sesuai dengan ambang seperti perubahan tekanan atau suhu.
Mekanosensor berbulu laba-laba, misalnya, terletak pada kakinya. Ketika jaring laba-laba bergetar pada frekuensi yang terkait dengan mangsa atau pasangan, mekanosensor mendeteksi itu, menghasilkan refleks pada laba-laba yang kemudian bereaksi sangat cepat. Mekanosensor tidak akan mendeteksi frekuensi yang lebih rendah, seperti debu di jaring, karena tidak penting untuk kelangsungan hidup laba-laba.
Ideannya adalah untuk mengintegrasikan sensor serupa langsung ke dalam cakram mesin otonom seperti sayap pesawat atau badan mobil. Mekanosensor dapat disesuaikan untuk mendeteksi gaya yang ditentukan sebelumnya yang akan terkait dengan objek tertentu yang perlu dihindari oleh mesin otonom.
Selain sensing dan penyaringan pada tingkat yang sangat cepat, sensor juga menghitung tanpa membutuhkan suplai daya. Dalam alam, ketika tingkat gaya tertentu mengaktifkan mekanoreseptor yang terkait dengan mekanosensor berbulu, mekanoreseptor menghitung informasi dengan beralih dari satu keadaan ke keadaan lain. Sensor baru melakukan hal yang sama dan menggunakan keadaan on/off ini untuk menafsirkan sinyal. Mesin cerdas kemudian akan bereaksi sesuai dengan apa yang dihitung sensor.
Mekanosensor buatan mampu sensing, penyaringan, dan perhitungan sangat cepat karena mereka kaku. Material sensor dirancang untuk dengan cepat mengubah bentuk saat diaktifkan oleh gaya eksternal. Mengubah bentuk membuat partikel konduktif di dalam material bergerak lebih dekat satu sama lain, yang kemudian memungkinkan listrik mengalir melalui sensor dan membawa sinyal. Sinyal ini memberi tahu bagaimana sistem otonom harus merespons.
Menggunakan algoritma pembelajaran mesin, sensor dapat dilatih untuk berfungsi otonom dengan konsumsi daya minimum. Tidak akan ada hambatan untuk memproduksi sensor dalam berbagai ukuran.
