Képzeljük el, hogy egy robot sűrű erdőben, túl nagyra nőtt növények között keresi a kiutat. Nincsenek használható fogódzói, mert a táj vagy változik, vagy mert miden teljesen egyformának tűnik. Hogyan lehet ilyenkor segíteni neki, hogy emlékezzen: hol van, hol volt, és felismerjen helyeket, ahol már járt korábban?

Az Edinburghi Egyetem kutatói a hangyák agyszerkezetét utánzó új mesterséges idegháló fejlesztésével igyekeznek segíteni robotoknak komplex természeti környezetek, például kukoricatáblák útvesztőinek, járatainak felismerésében, memorizálásában.

Ezzel a megközelítéssel sokat javulhat a növényekkel teli, sűrű tájakon keresztül mozgó mezőgazdasági robotok teljesítménye.

Viszonylag kicsi érzékelő- és idegrendszerük ellenére, a hangyák közismerten jól tájékozódnak. Vizuálisan ismétlődő környezetekben, például erdőkben vagy füves térségekben agyuk gombaszerű idegszerkezeteivel megtanulják, aztán követik az utakat. Ezek a szerkezetek segítik őket képi mintázatok detektálásában, tér-időbeli emlékek tárolásában.

A hangyák biológiai mechanizmusai által inspirált edinburghi kutatók külső, természetes környezetben vizuális szekvenciák gyűjtéséhez fejlesztettek eseménykamerát egy robothoz, a tér-időbeli memóriához pedig a hangyák gombaszerű agyi „áramköréhez” hasonló neurális algoritmust alkalmaztak.

A biológiai idegsejtek funkcióját és szerkezetét emulálták a memória kódolásához, míg a tüzelő idegháló alacsony fogyasztású neuromorfikus számítógépen futott.

A modellt különböző utakon és beállításokkal tesztelték, és kiderült: az eseménykamera felvételei alapján valósidőben képes kiértékelni a vizuális hasonlóságokat, működik az útfelismerés és a képalapú navigáció, ráadásul robusztusabbnak is bizonyult egy másik – hagyományos – úttanuló módszernél.

A kutatók szerint a hangyák ihlette neurális modell olyan mezőgazdasági robotoknál lehet hasznos alkalmazás, amelyeknek a sűrű vegetáció komoly kihívást jelent. Más szenzorikus megoldások, például a szaglás és a hallás integrálásán is gondolkoznak, hogy a robot még jobban érzékelje környezetét.