Tijdens de nacht kennen de risico’s op een verkeersongeval een duidelijke toename. Zelfs voor geavanceerde systemen is het in die omstandigheden, waarbij de zichtbaarheid sterk wordt verminderd, niet altijd gemakkelijk of mogelijk een dreigend gevaar te identificeren. Maar volgens wetenschappers aan de Pennsylvania State University in de Verenigde Staten kan de insectenwereld mogelijk een antwoord bieden.
“Hoewel slechts ongeveer 25 procent van het autoverkeer in periodes van duisternis is gesitueerd, gebeuren nagenoeg de helft van de dodelijke ongevallen tijdens de nacht”, merkt onderzoeksleider Saptarshi Das, professor computerwetenschappen aan de Pennsylvania State University, op.
“Naarmate de voertuigen geavanceerder en zelfs autonoom worden, moeten ook nieuwe manieren worden ontwikkeld om deze risico’s beter te kunnen detecteren en ongevallen te vermijden”, benadrukt professor Das. “De huidige systemen blijken immers vaak overdreven ingewikkeld, vergen dikwijls veel middelen of blijken in het donker slecht te functioneren.”
Maar nu hebben de onderzoekers van de Pennsylvania State University voor het vermijden van aanrijdingen een eenvoudige en energiebesparende detector ontworpen, geïnspireerd op de strategieën die insecten gebruiken om te voorkomen dat ze tijdens hun vlucht tegen elkaar zouden botsen.
Zichtbaarheid
Auto’s zijn al uitgerust met tal van systemen om botsingen te vermijden. Onder meer zal het voertuig door die technologieën automatisch beginnen te remmen wanneer een ander object te dichtbij komt. Andere systemen zullen het beeld van de ruimte rond de auto analyseren.
Maar in omstandigheden met zware regens of een gebrek aan licht, blijken die toepassingen vaak niet perfect te werken. Om dat probleem te compenseren, worden ingewikkelde systemen gebruikt om een dieper inzicht te creëren op basis van de beelden die nog wel zichtbaar zijn.
Er kan ook beroep worden gedaan op ingebouwde radar of lidar, maar deze oplossingen kunnen moeilijk worden geminiaturiseerd en hebben veel vermogen nodig. Op die manier kan het voertuig wel veiliger worden gemaakt, maar dreigen deze instrumenten onnodig veel gewicht, energie en complicaties toe te voegen.
Insecten, waaronder sprinkhanen en vliegen, kunnen daarentegen gemakkelijk botsingen met elkaar, zelfs tijdens de nacht, vermijden zonder gebruik te maken van ingewikkelde software of lidar. In plaats daarvan gebruiken deze dieren een aantal specifieke neurale circuits die hen in staat stellen om hindernissen te vermijden.
“We hebben hier te maken met eigenschappen die bijzonder efficiënt zijn en de inspiratie zouden kunnen vormen voor een volgende generatie systemen die in staat zijn botsingen te vermijden”, beklemtoonde Saptarshi Das.
Koplampen
Het team van professor Das heeft ook daadwerkelijk een botsingsdetector gebouwd, op insecten geïnspireerd en aangepast aan het waarnemen van voertuigen. De onderzoekers merken daarbij op dat de technologie doeltreffend en veilig werkt en minder energie verbruikt dan eerdere oplossingen.
Eerst ontwierp de wetenschappers een algoritme op basis van het neurale circuit dat insecten gebruiken om een obstakel te ontwijken. In plaats van een volledig beeld te verwerken, beslisten de wetenschappers echter slechts één variabele – de intensiteit van de koplampen van een auto – te verwerken.
Zonder de noodzaak van een ingebouwde camera of beeldsensor, nam het nieuwe systeem minder ruimte en energie in beslag. De onderzoekers stelden daarbij vast dat de detector in reële, nachtelijke scenario’s vooraf voor een potentieel ongeval kon waarschuwen.
Daarbij werd een marge van twee tot drie seconden geregistreerd tussen de waarschuwing en de dreigende aanrijding. “Hierdoor krijgt de autobestuurder voldoende tijd om cruciale corrigerende maatregelen te nemen”, benadrukt Saptarshi Das. “Deze nieuwe detector kan helpen om bestaande systemen voor het vermijden van ongevallen efficiënter en veiliger te maken.”