世界各地的公司都在试图通过人工智能和深度学习来掌握自主技术。但是，大自然已经通过在整个自然界中自主运行的大量昆虫和鸟类解决了这个问题。谢菲尔德大学公司Opteran准确地提取了自然界如何通过6亿年的进化实现这一目标。现在，他们正在利用它来改变自主技术的面貌。

在过去的10年里，特斯拉和谷歌等公司提高了人们对自动驾驶汽车和无人机等自主技术的认识和兴趣。他们的技术依赖于人工智能（AI）的深度学习模型。这些基于受人脑启发但与之完全不同的统计学习方法。但人们越来越认识到，深度学习无法胜任在机器中提供强大自主性的任务。

深度学习是机器学习的一部分，其中技术以文本，声音或图像的形式提供信息。然后，该信息可帮助它执行任务。“这个过程模仿大脑的一小部分，一遍又一遍地重复，然后向它抛出大量的训练数据，”詹姆斯马歇尔教授解释说。James是谢菲尔德大学新分拆公司Opteran的理论和计算生物学教授兼首席科学官。

问题在于，没有办法确切地知道学到了什么信息，或者更重要的是，没有学到什么。在自主技术的情况下，这可能是一个巨大的安全风险。这可能是车辆造成事故或无人机撞向您的原因。

詹姆斯·马歇尔教授

Opteran， CSO

为了使自主技术取得成功，我们必须确定它将按预期运行，我们需要了解它为什么做出某些决定。Opteran已经回归自然，寻找机器学习问题的解决方案。对于James及其同事Alex Cope博士（首席技术官）和David Rajan（首席执行官）来说，这意味着对昆虫的大脑进行逆向工程。例如，目的是了解然后复制大脑中阻止蜜蜂飞入建筑物的行为。

Opteran的团队首先研究了昆虫如何看待和处理世界，以建立其高级导航功能的图片。例如，蜜蜂是灵感的完美来源，因为它们的大脑只有100万个神经元，有针头那么大，使它们足够小，可以理解。但6亿年的进化意味着它们也表现出复杂的导航能力。其中一个关键方面是光流。这是一种测量物体如何在我们的视野中移动的方法。“蜜蜂使用运动不仅可以计算它们是否会撞到某物，还可以计算出某物有多远，”亚历克斯解释说。

By building up this information from bees and seeing how it works, the team has been able to produce ‘silicon brains’ that mimic the structure and function of bee brains. These can then be implanted into autonomous technology. “A real highlight for me was running our first real-world test. I tried to fly a drone at the wall to see if it could turn itself. It worked perfectly,” says Alex.

“Opteran’s approach is safer and more efficient than current deep learning approaches being used by the likes of Tesla,” explains James. “Since we designed our algorithms to work the way brains are designed to, rather than trained them, we’re in a better position to understand how they work and what decisions they will make,” explains James.

The lightweight, small size and ultra low power nature of the chip makes Opteran’s solution applicable to a wide variety of uses. Opteran’s technology can be transferred onto a custom silicone chip and implanted into a drone weighing less than 250g for instance. There it provides complete onboard autonomy from a single low-resolution camera.

“该技术可用于防撞和导航，以及专注于仓库自动化，工业清洁，安全和采矿的商业和工业机器人，”David解释说。精准农业也为这项技术提供了机会。无人机可用于安全地导航数英亩的农田，将微剂量的除草剂沉积到农作物上。这提高了植物产量，减少了对环境的化学影响。

离家更近一点，应用包括最后一英里交付，这突出了该技术在当前冠状病毒大流行中的一个重要方面。自主技术使日常活动能够继续进行，而无需物理干预。正如我们所看到的，这对于减缓和预防疾病传播以及在危机时期治疗和帮助有需要的人至关重要。

Opteran的团队在过去八年中一直在开发这项技术。

我们的独特优势在于，我们已经理解并创建了一个过程来提取真正的大脑功能，并将其转化为硅上的算法。这是一种范式转变，使行业能够创造大脑仿生学的新前沿，这不是关于人工智能，而是关于自然智能。这是效率高出几个数量级。从长远来看，这将为我们创造十亿英镑的市场机会，成为每台自主机器中的“真正”大脑。

大卫·拉詹

欧普坦首席执行官

“大自然总能找到解决问题的最简单方法，”亚历克斯说。在这种情况下，它来自蜜蜂，并且由于它们与生俱来的有效导航系统，Alex，James，David和团队的其他成员在自治领域取得了重大进展。Opteran开发的技术使自主机器比以往任何时候都更安全，更易于使用，为机器智能不是人工而是自然的未来开辟了道路。