走迷宫,你能快过迷宫鼠吗?

电脑鼠走迷宫比赛

第38屆全日本电脑鼠公开赛现场

原来,这种机械老鼠名叫“电脑鼠”,是一种智能行走装置。电脑鼠走迷宫比赛始于20世纪70年代末,在世界各地都会举行,但最有名的当属全日本电脑鼠公开赛。这些灵活的“老鼠”是完全自主行动的机器人,设计者不能使用遥控设备控制它们,电脑鼠必须在没有外界帮助的情况下,从预定的起始位置出发,通过不断尝试,找到通往迷宫终点的路线, 到达终点用时最短的电脑鼠获胜。

碰壁了?自己解决

电脑鼠由参赛者设计,但在正式比赛之前,迷宫的内部构造处于保密状态,参赛者无法提前帮助电脑鼠模拟走迷宫的正确路线;而电脑鼠不像赛场观众那样可以看到迷宫全局,因此,它们在走迷宫之前,完全不知道迷宫的布局,就像我们在现实中走大型迷宫一样。如果它们在前进时碰壁了,就需要记录下该点的位置信息,然后调整到另一个方向,继续前进,同时绘制迷宫路线图。电脑鼠就这样在多次试错后,找到从起点到终点的最佳路线。有了路线,电脑鼠就能直达迷宫终点。

这只老鼠身怀“三甲”

电脑鼠其实就是一种智能机器人,它们能参加比赛,必须具备三个部分:第一是驱动电机,它能提供稳定而快速的行走能力,不然电脑鼠在遇到转角时,会因为转弯角度过大或太小而拖延行走时间;第二是传感器,它就像人的眼睛,能让电脑鼠感知墙壁和路线的具体方位;第三是最重要的记忆和分析系统,像大脑一样,这个系统必须将所有走过的路一一记下,并整理出一条最佳路线,以避开不必要的路段。

电脑鼠大赛比拼的不仅是动力装置的灵活性,更是程序的优劣,考验设计者能否写出使电脑鼠达到最优计算能力的程序。

破记录的最强电脑鼠

全日本电脑鼠公开赛会定期将参赛作品一一展出。

每年的全日本电脑鼠公开赛上都有上百支来自世界各国的队伍前来参赛。参赛者主要是中学生、大学生和职业选手,其中职业选手的实力最强。目前该比赛的世界纪录保持者是新加坡的大学老师黄明吉,他设计的电脑鼠以3.921秒的成绩夺得2011年全日本电脑鼠公开赛的冠军,至今无人能敌。3.921秒有多快?你还没看清楚怎么回事,它就“唰”地一下到达终点了。

真老鼠的走迷宫实验

多重T型迷宫

别以为只有电脑鼠能走迷宫,真老鼠也能!从20世纪初开始,许多科学家就将老鼠用于迷宫实验,以此研究老鼠的空间学习和记忆能力。实验的迷宫各不相同,比较著名的有T型迷宫、多重T型迷宫、Y型迷宫、辐射臂迷宫等。其中,多重T型迷宫对老鼠来说最有难度,有很多死角。研究人员将一些老鼠放在没有食物的迷宫里,让它们自由地穿梭;接着将食物放在迷宫的某个位置,测试老鼠在寻找食物途中进入死角的犯错次数。结果发现,走过迷宫的老鼠平均只犯错5次,没走过的老鼠平均犯错15次左右,这说明老鼠在探索的过程中产生了对迷宫路线的记忆,形成一幅“认知地图”。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年11月1日 上午8:19。
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