科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

受動(dòng)物大腦處理信息方式的啟發(fā)，澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)基于尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)出一種新型導(dǎo)航系統(tǒng)，有助構(gòu)建出更智能的機(jī)器人。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《IEEE機(jī)器人學(xué)報(bào)》。

機(jī)器人在復(fù)雜現(xiàn)實(shí)環(huán)境中導(dǎo)航的能力仍然差強(qiáng)人意。此外，機(jī)器人通常需要依賴能耗大、計(jì)算要求高的人工智能系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，這無疑限制了它們的廣泛應(yīng)用。

尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種生物啟發(fā)型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)靈感源于生物神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)神經(jīng)元的工作方式。這種網(wǎng)絡(luò)特別適合與神經(jīng)形態(tài)硬件協(xié)同工作，可快速處理信息并顯著降低能耗。

在新研制的導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)，這些尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如同一個(gè)個(gè)模塊，彼此并不獨(dú)立，而是集結(jié)成一個(gè)整體，協(xié)同工作。它們利用視覺輸入信息來識(shí)別位置，從而完成導(dǎo)航任務(wù)。

這一模塊化的方法具有諸多優(yōu)勢(shì)，比如增強(qiáng)了系統(tǒng)在不同光照、天氣等條件下，識(shí)別出同一地點(diǎn)的能力。此外，新系統(tǒng)還通過圖像序列而非單個(gè)圖像，將位置識(shí)別準(zhǔn)確率提高了41%。

團(tuán)隊(duì)在低功耗機(jī)器人身上對(duì)該導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示，尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可顯著降低計(jì)算成本。

團(tuán)隊(duì)表示，這一成果為在供電受限環(huán)境下工作的自主機(jī)器人提供了更高效、更可靠的導(dǎo)航系統(tǒng)，未來有望在太空探索和搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。