据外媒报道，东北大学（Northeastern University）的研究人员开发出称为脑启发导航的技术，可将神经科学的见解整合到机器人技术中，从而提高机器人的能力和效率。相关研究成果已发表在期刊《类生命系统》（Cyborg and Bionic Systems）上，论文题为“移动机器人的脑启发认知与导航技术综述（A Review of Brain-Inspired Cognition and Navigation Technology for Mobile Robots）”。
图片来源：《Cyborg and Bionic Systems》
脑启发导航技术不仅仅是对传统方法的改进，更是一种思维模式的转变。通过模仿动物的神经机制，这些技术使机器人能够以前所未有的准确性和适应性在复杂和未知的地形中导航。
这项技术的核心是空间认知概念，这是包括人类在内的动物如何在环境中导航的核心。空间认知涉及大脑组织和解释空间数据以进行导航和记忆的能力。
配备了脑启发导航系统的机器人可利用多层网络模型整合多个来源的感官数据。该模型允许机器人创建其周围环境的“认知地图”，就像人脑中海马体创建的神经地图一样。
脑启发导航的一个显著优势是它在具有挑战性的环境中展现出鲁棒性。传统导航系统往往难以应对动态和不可预测的环境，在这些环境中依赖预先绘制的路线和地标可能会导致故障。
相比之下，脑启发系统可以不断学习和适应，随着时间的推移改进其导航策略。这种能力在灾区或地表等环境中特别实用，因为在这些环境中，事先绘制地图是不可能或不切实际的。
此外，这些系统还能显著降低能耗和计算需求。通过只关注基本数据并采用高效的神经网络模型，机器人可以运行更长时间并执行更复杂的任务，而无需频繁充电或维护。
这项技术的应用广泛而多样。例如，配备脑启发系统的自动驾驶汽车可以对交通状况或道路布局的突然变化做出实时反应，从而实现更安全、更高效地导航。同样，用于送货服务的无人机可以更有效地规划路线，避开障碍物并优化送货时间。
尽管潜力巨大，但脑启发导航技术的发展仍面临着几个挑战。将生物学原理整合到机械系统中本质上很复杂，需要神经科学、认知科学、机器人学和人工智能等领域的多学科努力。此外，这些系统必须具有足够的可扩展性和通用性，以便针对不同类型的机器人平台和应用进行定制。
随着研究人员继续破解脑导航能力的奥秘，机器人技术的未来与神经科学的原理日益紧密地交织在一起。跨学科的合作不仅有望深化人类对大脑的理解，还将为新一代智能机器人的诞生铺平道路。这些机器人不仅能协助完成日常任务，还能在搜救行动、行星探索等方面发挥关键作用。
总之，脑启发导航技术代表了机器人技术的一次重大飞跃，将抽象与应用、生物与机械、理论与实践融为一体。随着这项技术的不断发展，它无疑将为机器人应用开辟新的前景，使机器成为人类日常生活和工作中更不可或缺的一部分。
