近年来，随着无人机技术的飞速发展，微型空中无人机因其小巧、灵活、便于携带等特点，在多个领域展现出巨大的应用潜力。然而，受限于其微乎其微的机载处理能力，微型无人机的导航能力一直是一个难以逾越的瓶颈。幸运的是，科学家们并未因此气馁，他们从自然界中汲取灵感，尝试打破这一限制。

在自然界中，蚂蚁等觅食昆虫以其卓越的导航能力著称。它们在没有现代化导航设备的情况下，能够准确无误地找到食物源并返回巢穴。科学家们发现，蚂蚁在离开蚁群时，会记住身边的景象，并（粗略地）计算在这些快照之间所走的步数。这种被称为“odometry”的步数计算过程，使得蚂蚁能够在返回时，仅通过少数几张快照就能找到回家的路。


荷兰代尔夫特理工大学的科学家们受此启发，将这一原理应用到了微型无人机上。他们研发了一种名为CrazyFlie的微型四旋翼飞行器，并为其配备了全向摄像头。与蚂蚁不同，无人机无法通过步数来计算距离，但它们可以利用光流确定的运动来进行类似的操作。具体来说，无人机上的一个小型摄像头会向下指向，跟踪视野中事物经过的速度，并结合地面从其下方经过的方向，来估算飞行的距离和方向。

在返回基地的过程中，无人机首先会确定自己已经飞过了一张快照中记录的距离/方向，然后将当前的相机图像与下一张快照进行比较。由于飞行过程中难免会出现偏移，无人机会不断修正航向，直到两幅图像几乎完全吻合。这一过程会不断重复，直到无人机成功返回基地。


值得一提的是，这种基于视觉的导航方法极大地减少了所需的快照数量，从而降低了对存储容量的要求。在实验中，无人机仅使用了1.16千字节的内存，就成功地在室内环境中沿着蜿蜒曲折的100米障碍路线自主返回了基地。这一成果不仅展示了微型无人机在导航能力上的巨大进步，也为未来的应用奠定了坚实的基础。

展望未来，受蚂蚁启发的微型无人机将在多个领域发挥重要作用。在灾难现场，它们可以迅速飞往受灾区域，通过拍摄照片和视频来提供实时的灾情信息，帮助救援人员制定更加有效的救援方案。在危险环境中，无人机可以执行侦察任务，减少人员伤亡的风险。此外，微型无人机还可以用于农作物授粉等农业任务，提高农作物的产量和质量。


                                        
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