A sokak által csak GPS-ként emlegetett – valójában sokféle rendszerrel működtethető – navigáció mára beépült a mindennapjainkba, okostelefonok, járművek, drónok, kamerák, viselhető eszközök és még számtalan egyéb technológia támaszkodik erre a navigációra, illetve az azt támogató komplex számítási folyamatokra. Bár a klienseszközök kicsik lehetnek, a GPS-adatok feldolgozásához, továbbításához és megjelenítéséhez óriási teljesítményre van szükség.
Hogy változtassanak ezen, a kutatók a természethez fordultak segítségül, ellesve a navigáció nagy mestereinek, a méheknek a trükkjeit. A méhek saját „fedélzeti navigációval” vannak felszerelve, amely lehetővé teszi számukra, hogy meghatározzák a helyzetüket az égbolt mintázatainak elemzésével és ezen mintázatok saját sebességükhöz viszonyításával. Ennek a képességüknek köszönhetően naponta többször is oda-vissza utazhatnak a kaptárba anélkül, hogy eltévednének, miközben becslések szerint másodpercenként 10 billió műveletnek megfelelő teljesítményt dolgoznak fel, és ehhez mindössze 0,00001 watt és 0,01 watt közötti energiát használnak.
A TechSpot kontextusba is helyezi ezeket az adatokat egy érdekes példával. Egy Intel Core Ultra 285K csúcskategóriás processzor, amely több mint 300-500-szorosa lehet egy átlagos méh súlyának, 10-15 watt energiát igényelne hasonló teljesítményhez. Még ha az alsó határt, a 10 wattot vesszük, a méh akkor is milliószor kevesebb energiával is beéri.
De még ha nem is az Intel csúcsprocesszorát nézzük, a mai egyszerű navigációs chipek is jóval nagyobbak, mint egy méhecske, és persze sokkal több energiát fogyasztanak, mint a kis rovar. Egy Európai Uniós projekt, az InsectNeuroNano keretében a tudósok egy számítógépes chipen szeretnék lemásolni a méhek belső navigációs rendszerét. Na nem azt, hogy miként találják meg a méhek a megfelelő utat (ezt ugyanis már tudják a chipek), hanem a kellő energiahatékonyságot. A méhek agya ugyanis nem holmi szuperszámítógép, tulajdonképpen egyetlen konkrét feladatra optimalizált, éppen arra, amit a tervezett chipektől elvárnak. Nem egy csúcsgépet, hanem egy szuperhatékony kis navigátort akarnak.
Navigációs rendszer a méh agyában
InsectNeuroNano
Ennek érdekében a kutatók nanofotonikus áramkörökkel kísérleteznek. A hagyományos áramkörökkel ellentétben ezek rendkívül kicsi, a méter milliárdod részeit kitevő chipszerkezeteken vezetik át a fényt, azaz az információ fénnyel halad, nem pedig elektromos jelekkel — ez így olcsóbb, gyorsabb és kevesebb energiát igényel. A végeredmény olyan speciális chipeket eredményezhet, amelyek képesek egy nagyon specifikus, de rendkívül hatékony feladat végrehajtására.
„Fénnyel több adatot küldhetünk energiahatékonyabb módon” – állítja Anders Mikkelsen, a svédországi Lundi Egyetem professzora. „Fényt használunk az érzékeléshez és a gondolkodáshoz, ami leegyszerűsíti a dolgokat. Mindkettő nagyon fontos, ha egy rovaragy méretű chipet szeretnénk” – teszi még hozzá.
A projekt szeptemberig tart, és a kutatóknak eddig sikerült laboratóriumi körülmények között létrehozniuk az első prototípus chipet, amely utánozza a rovarok agyműködését. Mikkelsen szerint azonban nagyjából tíz évbe telhet, mire ez a technológia bekerülhet a mindennapokba. Munkájuk, bár még évekig tartó kutatást igényel, utat nyithat a rovar méretű robotok számára, amelyek egy napon az égbolt adatainak olvasása alapján tudnak majd tájékozódni, akárcsak most az igazi méhek.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
