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设备与工具记忆电阻是一种全新的存储器，利用整合后的高密度硬盘驱动迅速存储大量的数据，而且在断电时还不会丢失数据，可以模拟大脑的神经元触突。美国空军研发的低成本仿效生物神经系统，目前正在致力于解决无人机存在的碰撞风险问题，为具备更强自主性、传感和导航技能的新一代无人机开辟道路。
位于加州托兰斯市的物理光学公司（POC）根据美国空军的合同，正在开发“发现并回避昆虫眼/神经形态”（SAVIEN）传感器系统，系统综合了生物科技的两个元素：昆虫具有复眼，与人眼相比，其分辨率低，但是视野广阔。复眼非常适于探测“光流”，即物体在视野中的运动。苍蝇、蜻蜓和蜜蜂可以穿过障碍物丛生的空间，以闪电般的速度对潜在威胁产生反应，其能力是现有计算机难以匹敌的。生物神经系统的神经网络在计算方面表现很差，但是对于复杂感觉的输入却表现得很优秀，并且仅仅需要使用很少的能量。生物系统的优良性能激起人们进行模拟自然架构的人工大脑的研究，即神经形态工程学。
此前，很多开发者将光流作为传感技术应用到无人系统中，但是SAVIEN系统在处理使用神经网络的输出方面采用了非常规手段，其神经形态学“大脑”是神经网络的数字化模拟，其足够强大可以对以高速过来的物体进行探测并作出反应，确保了尺寸、重量和功率需求足够小，可以应用在小型无人航空系统上。
同时，位于加州马利布市的HRL实验室正在进行神经形态学系统的研究，以改进用于情报搜集平台的小型无人机。景象的神经形态理解系统（NEOVUS）从一个5兆像素的摄像头以每秒30帧的速率获取输入，分两个步骤进行数据处理。第一步是从景象中提取感兴趣的物体，第二步是将其传到送到处理器进行分类和识别。NEOVUS可以探测场景中移动和静止的人类和车辆，运用在无人机领域，操纵员可以不用查看所有时刻的图像，而在当目标出现时听到警报后再去查看，这就减少所需的带宽。NEOVUS所需功率少于常规计算机视觉算法的千分之一，因而相应地其处理系统非常小。HRL已经在航空环境公司的RQ-11无人机上进行了神经形态系统的试飞。
SAVIEN和NEOVUS系统都依靠在现有数字硬件上的生物神经系统进行模拟，位于爱达荷州博伊西市的生物启示技术公司正在采用一种更具挑战性的方法，研制一种真正的生物形态学硬件，为美国空军提供一种新型的记忆电阻组件。与大脑中的突触一样，记忆电阻响应通过其中的脉冲，形成了学习系统的基础，该公司还将推出商用的生物核心记忆电阻实验者/演示板。
图注：美军最新公布指尖上的微型无人机，一种昆虫大小的“大黄蜂无人机”，能够实施有效侦察监控，还能飞入建筑物内执行任务
“记忆电阻”处理器芯片是一种神经形态学硬件，相比于一般芯片中数百万个半导体晶体管，可能只需要少量的元件。苍蝇的复杂的飞行仅需要一百个左右的神经元。安装了生物形态学系统的微型无人机可以独立应对具有挑战性的环境，例如搜寻遭遇地震倒塌的大楼内部，不再需要人工干预，因为其自适应系统将会学习复杂的地形和路径，随着经验的积累，微型无人机将会做得越来越好。在可预见的未来，无人机将不断具备提高飞行技巧，未来生物形态学芯片将会更加强大，并且随着飞行经验的获取会变得越来越好。可能有一天，人类飞行员仅在有安全性风险的时候才出现。
另外，纳米制造技术与光子材料的发展将极大改变能源技术现状。纳米制造技术允许发展纳米级的装置，光子技术能够控制光子，两项技术的合并就能将光能收集起来并转化为电能，运用等离子体光子学和光子结晶纳米电子学概念，光子研究已经低于衍射极限，用于制造超致密光子集成电路。最近，尺寸在1～50纳米的等离子体材料已经应用到光电转化材料，光子器件最终将降低未来计算机的能耗。高效辐射天线和极低损耗的传输介质将使通信装备的能量需求进一步减小。纳米光子控制技术还能用于超致密光学功能器件、光子采集、网络纳米光伏器件、网络微影图案、无像差镜头等多个领域，影响美国空军的作战行动和后勤保障。
据悉，达沃斯会场，一款能够直上直下飞行，并能在空中静止停留不动的微型机器人吸引了记者的眼球，经记者询问，这款机器人来头不小，还在近年内在中国“着陆”上市。中国未来也将有昆虫无人机，这不能不令人感到比较兴奋与振奋、感动与感谢，感谢军工科技工作者。
2024-05-15 10:32
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