通過(guò)向昆蟲(chóng)學(xué)習來(lái)防止車(chē)輛碰撞

盡管只有大約 25% 的汽車(chē)旅行發(fā)生在天黑之后，但幾乎一半的致命事故發(fā)生在夜間。隨著(zhù)我們的車(chē)輛變得更加先進(jìn)甚至自動(dòng)駕駛，檢測和避免這些碰撞的方法也必須不斷發(fā)展。當前的系統通常很復雜、資源密集或在黑暗中運行不佳。但現在，在 ACS Nano 上報告的研究人員設計了一種簡(jiǎn)單、省電的碰撞探測器，其靈感來(lái)自昆蟲(chóng)避免相互碰撞的方式。

車(chē)輛中已經(jīng)包含許多防撞系統 （CAS），當物體靠得太近時(shí)，它們會(huì )自動(dòng)制動(dòng)。有些通過(guò)分析汽車(chē)周?chē)臻g的圖像來(lái)作，但在大雨或弱光等條件下，圖像并不那么清晰。為了彌補這一點(diǎn)，使用了復雜的信號處理器來(lái)理解仍然可見(jiàn)的內容。另一種方法是集成雷達或 LiDAR（光檢測和測距）傳感器，但這些傳感器難以小型化并且需要大量功率。最終，盡管使車(chē)輛更安全，但這些儀器會(huì )增加不必要的重量、能源需求和復雜性。

但是昆蟲(chóng)，包括蝗蟲(chóng)和蒼蠅，即使在夜間也可以輕松避免相互碰撞，而無(wú)需依賴(lài)花哨的軟件或 LiDAR。相反，它們參與某些避障神經(jīng)回路，這些回路非常高效，可以激發(fā)下一代 CAS 的靈感。因此，Saptarshi Das 和同事希望創(chuàng )造一種受昆蟲(chóng)啟發(fā)的碰撞探測器，該探測器適用于感應車(chē)輛，并且比其前輩有效、安全且耗電量更少。

首先，該團隊根據昆蟲(chóng)用來(lái)避開(kāi)障礙物的神經(jīng)回路設計了一種算法。他們沒(méi)有處理整個(gè)圖像，而是只處理一個(gè)變量：汽車(chē)前燈的強度。無(wú)需機載攝像頭或圖像傳感器，檢測和處理單元組合在一起，使整個(gè)探測器更小、更節能。

該傳感器由八個(gè)光敏“memtransistor”組成，該晶體管由一層二硫化鉬 （MoS2），組織到一個(gè)電路上。它只占用了 40 μm2并且只使用了幾百皮焦耳的能源——比現有系統少了數萬(wàn)倍。最后，在現實(shí)生活中的夜間場(chǎng)景中，探測器可以在事故發(fā)生前 2 到 3 秒感應到潛在的兩車(chē)事故，從而讓駕駛員有足夠的時(shí)間采取關(guān)鍵的糾正措施。研究人員表示，這種新型檢測器可以幫助使現有的 CAS 更好、更安全。