類腦認知導航，是一種生物大腦空間導航神經機制啟發下的新型仿生智慧型導航技術。
基本介紹
- 中文名：類腦認知導航
- 外文名：Brain Inspired Cognitive Navigation
背景,概念,特點,發展趨勢,
背景
自主移動智慧型體（如機器人、無人機、自動駕駛車輛）在複雜三維環境下，往往在空間認知和自主導航方面面臨許多挑戰。近年來神經科學家們對哺乳類動物和人類大腦的研究，發現了組成大腦空間定位系統的位置細胞、格網細胞、頭朝向細胞、邊界細胞、速度細胞、時間細胞等，逐步揭開了大腦空間導航的奧秘，也為研究智慧型體自主導航新技術提供了重要靈感。
近年來，國內外學者對大腦導航神經機理啟發下的自主導航新技術研究和探索越來越多。但目前國際上對類腦認知導航的概念、內涵等還沒有形成統一的定義。根據目前一些學者對這一方向的研究成果，下面初步介紹一種較普遍認可的概念。
概念
類腦認知導航，是一種生物大腦空間導航神經機制啟發下的新型仿生智慧型導航技術。通過借鑑生物大腦海馬區、內嗅皮層及相關腦區空間導航神經機制，融合視覺、聽覺等多種自適應環境感知方式，利用吸引子神經網路或脈衝神經網路等神經形態計算模型，實現具有自主環境感知、空間學習、地圖記憶、路徑決策能力的仿生自主導航新技術，具有計算複雜度低、功耗小、魯棒性高、套用成本低等優點，能夠滿足特殊複雜環境下智慧型體自主導航任務需求。
特點
倫敦大學學院Kate Jeffery教授2017年發表的文章中指出，完整的導航科學應該將認知考慮在其中，認知導航應該綜合導航者周圍時空信息，以及導航者的計畫、目的、情感、記憶等認知信息。而空軍工程大學吳德偉教授團隊在2018年12月發表的文章中指出，認知導航是模仿生物認知特性的一種新型導航技術，區別於傳統導航最重要的特徵在於對環境和目標的“認知”能力，即對空間環境和導航規劃決策的注意、記憶、學習、思維能力。
發展趨勢
隨著神經形態類腦晶片和類腦計算機的快速發展，基於類腦晶片或計算機實現大腦導航神經機制，即神經形態SLAM（同步定位和製圖）和導航晶片也將成為一大發展方向。
認知導航作為一種新興的智慧型導航技術，在自主智慧型體導航領域將具有非常大的發展潛力。隨著神經科學家對大腦導航機制的進一步深入研究，以及科學家們對類腦認知導航技術的探索和套用實踐，類腦認知導航技術將會發展越來越成熟。
