Σημαντική εξέλιξη σε αυτόνομα οχήματα: Νέο σύστημα επιτρέπει στα ρομπότ να «βλέπουν» γύρω από τις γωνίες χρησιμοποιώντας ραδιοκύματα

Ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα που θα μπορούσε να συμβάλει ουσιαστικά στη βελτίωση της ασφάλειας των αυτόνομων οχημάτων και ρομπότ. Το σύστημα επιτρέπει στα ρομπότ να «βλέπουν» γύρω από γωνίες, αξιοποιώντας ραδιοκύματα που επεξεργάζονται μέσω τεχνητής νοημοσύνης.

Το σύστημα αναπτύχθηκε από τους Penn Engineers και, σύμφωνα με τους δημιουργούς του, μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την ασφάλεια ρομπότ που λειτουργούν σε εσωτερικά περιβάλλοντα με εμπόδια, όπως αποθήκες και εργοστάσια. Η τεχνολογία φέρει την ονομασία HoloRadar και δίνει τη δυνατότητα στα ρομπότ να ανασυνθέτουν τρισδιάστατες σκηνές εκτός του άμεσου οπτικού τους πεδίου, όπως για παράδειγμα πεζούς που εμφανίζονται ξαφνικά πίσω από μια γωνία. Σε αντίθεση με προηγούμενες προσεγγίσεις αντίληψης εκτός οπτικής επαφής (Non-Line-of-Sight – NLOS), οι οποίες βασίζονται στο ορατό φως, το HoloRadar λειτουργεί αξιόπιστα ακόμη και στο σκοτάδι ή σε συνθήκες μεταβαλλόμενου φωτισμού.

Όπως επισημαίνει ο Μίνγκμιν Ζάο, αναπληρωτής καθηγητής Πληροφορικής και Επιστήμης Πληροφοριών και βασικός συγγραφέας της επιστημονικής εργασίας που παρουσιάστηκε στο 39ο ετήσιο Συνέδριο Επεξεργασίας Νευρωνικών Πληροφοριών, Conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS), «τα ρομπότ και τα αυτόνομα οχήματα πρέπει να μπορούν να αντιλαμβάνονται τι υπάρχει πέρα από ό,τι βρίσκεται ακριβώς μπροστά τους». Όπως σημειώνει, αυτή η δυνατότητα είναι κρίσιμη ώστε τα ρομπότ και τα αυτόνομα οχήματα να λαμβάνουν ασφαλέστερες αποφάσεις σε πραγματικό χρόνο.

Σύμφωνα με το interestingengineering στην καρδιά του HoloRadar βρίσκεται μια φαινομενικά αντιφατική παρατήρηση σχετικά με τα ραδιοκύματα. Σε σύγκριση με το ορατό φως, τα ραδιοσήματα έχουν πολύ μεγαλύτερα μήκη κύματος, χαρακτηριστικό που παραδοσιακά θεωρείται μειονέκτημα για την απεικόνιση, καθώς περιορίζει την ανάλυση. Η ερευνητική ομάδα του Ζάο διαπίστωσε, ωστόσο, ότι για την «όραση» γύρω από γωνίες, τα μεγαλύτερα μήκη κύματος αποτελούν στην πραγματικότητα πλεονέκτημα.

Όπως εξηγεί ο Χάογουεν Λάι, υποψήφιος διδάκτορας και συν-συγγραφέας της μελέτης, «επειδή τα ραδιοκύματα είναι πολύ μεγαλύτερα από τις μικροσκοπικές ανωμαλίες στις επιφάνειες των τοίχων, αυτές οι επιφάνειες λειτουργούν ουσιαστικά σαν καθρέφτες που ανακλούν τα ραδιοσήματα με προβλέψιμο τρόπο». Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι επίπεδες επιφάνειες, όπως τοίχοι, δάπεδα και οροφές, μπορούν να ανακλούν τα ραδιοσήματα γύρω από γωνίες, μεταφέροντας πληροφορίες για κρυφούς χώρους πίσω στο ρομπότ. Το HoloRadar καταγράφει αυτές τις ανακλάσεις και ανασυνθέτει ό,τι βρίσκεται πέρα από το άμεσο οπτικό πεδίο.

Ο Λάι παρομοιάζει τη λειτουργία του συστήματος με τον τρόπο που οι ανθρώπινοι οδηγοί βασίζονται σε καθρέφτες σε διασταυρώσεις με περιορισμένη ορατότητα. Όπως αναφέρει, επειδή το HoloRadar χρησιμοποιεί ραδιοκύματα, το ίδιο το περιβάλλον μετατρέπεται σε ένα δίκτυο «καθρεφτών», χωρίς να απαιτείται οποιαδήποτε αλλαγή στον χώρο.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το HoloRadar δεν αντικαθιστά τους υπάρχοντες αισθητήρες, αλλά λειτουργεί συμπληρωματικά, ενισχύοντας την ασφάλεια των αυτόνομων ρομπότ. Τα αυτόνομα οχήματα χρησιμοποιούν ήδη συστήματα LiDAR, τα οποία βασίζονται σε λέιζερ για τον εντοπισμό αντικειμένων εντός του άμεσου οπτικού πεδίου. Το HoloRadar προσθέτει ένα επιπλέον επίπεδο αντίληψης, αποκαλύπτοντας ό,τι δεν μπορούν να «δουν» οι αισθητήρες αυτοί και προσφέροντας στα μηχανήματα περισσότερο χρόνο για να αντιδράσουν σε πιθανούς κινδύνους.

Το σύστημα δοκιμάστηκε σε κινητό ρομπότ σε πραγματικά εσωτερικά περιβάλλοντα, όπως διάδρομοι και γωνίες κτιρίων. Σε αυτές τις συνθήκες, το HoloRadar κατάφερε να ανασυνθέσει τοίχους, διαδρόμους και κρυμμένα ανθρώπινα υποκείμενα που βρίσκονταν εκτός του άμεσου οπτικού πεδίου του ρομπότ. Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί σε εξωτερικά περιβάλλοντα, όπως διασταυρώσεις και αστικούς δρόμους, όπου οι μεγαλύτερες αποστάσεις και οι πιο δυναμικές συνθήκες δημιουργούν πρόσθετες προκλήσεις.