С их мрачным видением крысы полагаются на свои бакенбарды для навигации мест сбора утилизируемых отходов и коллекторов, которые они называют домой. Теперь, пара инженеров-механиков создала математическую модель, пытающуюся подражать, как животные используют свои бакенбарды для строительства умственной картины их окружающей среды, и они построили робот, работающий над теми же принципами.
Такие «биоподражательные» бакенбарды могли бы однажды улучшить навигацию автоматизированных транспортных средств, используемых для исследования других планет и подводных окружающих сред здесь на Земле.Животные используют свои бакенбарды для больше, чем просто избегающих главных препятствий. В экспериментах лаборатории крысы могут отличить формы и сделать чрезвычайно тонкие различия между текстурами. И тюлени используют свои бакенбарды для следования за следами вкусной рыбы (ScienceNOW, 5 июля 2001).
Но точно то, как животные оценивают мир со своими бакенбардами, не ясно, говорит Митра Хартманн, инженер-механик в Северо-Западном университете в Эванстоне, Иллинойс.В работе, опубликованной в Природе 5 октября, Хартманн и ее аспирант Джозеф Соломон предлагают ответ в форме математической модели. То, что устанавливает их модель кроме предыдущих моделей крупицы, – то, что она считает вращающий момент сгенерированным в двух размерах в основе крупицы (где она свойственна лицу), когда крупица поражает объект.
Вращающий момент зависит и от силы при контакте и от расстояния того пункта от основы.Путем прослеживания вращающего момента, поскольку крупица делает многократные зачистки через объект, Хартманн и модель Соломона вычисляют расстояние между основой крупицы и различными пунктами на поверхности объекта. Эти расстояния, в свою очередь, показывают каверны, выпячивание и другие контуры.
Исследователи проверили свою модель путем строительства простого робота – вращающийся прут с рядом четырех бакенбард, каждый снабженный приборами напряжения в основе для измерения вращающего момента. Когда они охватили бакенбарды через глину голова Домашнего животного Цзя и накормили данные от приборов в их модель, это воссоздало распознаваемое сходство лица Цзя.Работа приятно демонстрирует простой принцип для использования бакенбард для обнаружения расстояний вблизи, говорит Дэвид Клейнфельд, физик, изучающий бакенбарды крысы в Калифорнийском университете, Сан-Диего.
Несмотря на то, что эксперименты с живыми животными будут необходимы, чтобы определить, используют ли крысы фактически эту стратегию извлечь формы, Клайнфельд думает, что исследование могло бы иметь практические применения так или иначе. Например, он говорит, бакенбарды на нижней стороне планетарных марсоходов могли контролировать ландшафт и помочь транспортным средствам избежать застревать.
Такая система, вероятно, потребовала бы намного меньшего количества вычисления, чем текущие методы, таким образом помогая сохранить драгоценное питание от батареи марсохода, говорит Клайнфельд.