Dagli occhi delle api una computer vision migliore per i droni

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Gli occhi composti delle api, formati da centinaia di piccole lenti raggruppate insieme, danno ai minuscoli insetti una capacità estremamente alta di cogliere l’ambiente circostante durante il volo, impegnando pochissime risorse neurologiche per elaborare la visuale. Questo permette alle api di volare veloci in ambienti molto complessi evitando muri, foglie, rami, ciabatte che le vogliono schiacciare e predatori. Pur con qualche difetto come la totale impossibilità di percepire le finestre, che come è noto mettono in crisi le bestiole, che non possono far altro he sbatterci ripetutamente la zucca contro.

Ma finestre a parte, anche i droni hanno da risolvere lo stesso problema delle api: vedere e comprendere l’ambiente dove volano senza un cervello particolarmente sviluppato, quindi con limitatissime risorse di calcolo, un problema comune a api e droni (a proposito, il drone in inglese è proprio il maschio dell’ape, ma questa è un’altra storia). per capire come gli occhi composti aiutano le api, gli scienziati dell’Università di  Sheffield hanno creato un modello matematico del funzionamento dell’occhio dell’ape e di come reagisce a un ostacolo. Cominciando da uno semplice, un corridoio tra due muri.

Il modello è stato ricavato sia dai dati neurologici dell’insetto sia dal comportamento dell’ape in volo. Ecco il filmato dei dati “raw”, insomma, di come l’occhio dell’ape “vede” un corridoio tra due muri prima ancora che l’insetto possa elaborarne il significato e capire dove deve andare per centrare il passaggio e non inzuccare le pareti:

Gli scienziati hanno scoperto che l’ape controlla il volo usando più che l’immagine ottica la velocità e l’angolo del cambiamento delle immagini tra un occhio composto e quello vicino, in un flusso ottico (optical flow) dove più che la forma conta la velocità con cui cambiano gli angoli. Come lo possano fare ancora è un mistero, ma gli studi sul cervello delle api hanno concluso senza ombra di dubbio che all’ape interessa la direzione degli angoli e la velocità con cui cambiano, non la forma o i colori dell’ostacolo.

Il modello matematico quindi si concentra sugli angoli, come l’ape, e si chiama  Angular Velocity Detector Unit (AVDU). Riproduce esattamente diversi pattern di comportamento degli insetti, a cominciare proprio dal  “bee corridor-centering response” che abbiamo visto nel filmato.

Per quanto riguarda i droni, la ricerca dovrebbe portare allo sviluppo di schede digitali specializzate per il rilevamento del moto e degli angoli di visuale da affiancare alle telecamere ad alta definizione per aiutare il drone a fare quello che ancora non sa fare, ragionare come un’ape e non sbattere contro i muri, le persone e i pali della luce. Per le finestre occorrerà farsi venire in mente qualcos’altro.

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