Un giorno la tua auto a guida autonoma potrebbe reagire ai rischi prima ancora di vederli, grazie a una tecnologia di imaging basata su laser sviluppata dai ricercatori di Stanford che possono sbirciare dietro le quinte.
Un’auto senza conducente si sta facendo strada attraverso una tortuosa strada del quartiere, in procinto di fare una brusca svolta su una strada dove la palla di un bambino è appena rotolata. Sebbene nessuna persona in macchina possa vedere quella palla, l’auto si ferma per evitarlo. Questo perché l’auto è dotata di una tecnologia laser estremamente sensibile che riflette gli oggetti vicini per vedere dietro gli angoli.
Questo scenario è uno dei tanti che i ricercatori della Stanford University stanno immaginando per un sistema in grado di produrre immagini di oggetti nascosti alla vista. Sono focalizzati su applicazioni per veicoli autonomi, alcuni dei quali hanno già sistemi basati su laser simili per il rilevamento di oggetti attorno all’auto, ma altri usi potrebbero includere la visione attraverso il fogliame di veicoli aerei o dare alle squadre di soccorso la possibilità di trovare persone bloccate dalla vista muri e macerie
“Sembra una magia, ma l’idea di un’immagine non a linee di vista è effettivamente fattibile”, ha detto Gordon Wetzstein , assistente professore di ingegneria elettrica e autore senior del documento che descrive questo lavoro, pubblicato il 5 marzo su Nature .
Vedere l’invisibile
Il gruppo Stanford non è il solo a sviluppare metodi per far rimbalzare i laser attorno agli angoli per catturare immagini di oggetti. Dove questa ricerca fa avanzare il campo si trova nell’algoritmo estremamente efficiente ed efficace che i ricercatori hanno sviluppato per elaborare l’immagine finale.
Il dottorando David Lindell e Matt O’Toole, uno studioso post-dottorato, lavorano in laboratorio. (Credito immagine: LA Cicerone)
“Una sfida sostanziale nell’imaging non in linea di vista sta individuando un modo efficiente per recuperare la struttura tridimensionale dell’oggetto nascosto dalle misurazioni rumorose”, ha affermato David Lindell, studente laureato presso il Stanford Computational Imaging Lab e co -autore della carta. “Penso che il grande impatto di questo metodo sia quanto sia efficiente dal punto di vista computazionale.”
Per il loro sistema, i ricercatori hanno impostato un laser accanto a un rilevatore di fotoni altamente sensibile, in grado di registrare anche una singola particella di luce. Sparano impulsi di luce laser a una parete e, invisibili all’occhio umano, quegli impulsi rimbalzano sugli oggetti dietro l’angolo e rimbalzano contro il muro e verso il rilevatore. Attualmente, questa scansione può richiedere da due minuti a un’ora, a seconda di condizioni quali l’illuminazione e la riflettività dell’oggetto nascosto.
Una volta terminata la scansione, l’algoritmo districa i percorsi dei fotoni catturati e, come la mitica tecnologia di miglioramento dell’immagine dei programmi televisivi sul crimine, il blob sfocato assume una forma molto più nitida. Fa tutto questo in meno di un secondo ed è così efficiente che può essere eseguito su un normale laptop. Sulla base di quanto bene l’algoritmo funziona attualmente, i ricercatori pensano che potrebbero accelerarlo in modo che sia quasi istantaneo una volta completata la scansione.
Nel selvaggio
Il team continua a lavorare su questo sistema, quindi può gestire meglio la variabilità del mondo reale e completare la scansione più rapidamente. Ad esempio, la distanza dall’oggetto e la quantità di luce ambientale possono rendere difficile per la loro tecnologia vedere le particelle di luce di cui ha bisogno per risolvere gli oggetti non visibili. Questa tecnica dipende anche dall’analisi delle particelle di luce diffusa che vengono intenzionalmente ignorate dai sistemi di guida attualmente in auto, noti come sistemi LIDAR.
“Riteniamo che l’algoritmo di calcolo sia già pronto per i sistemi LIDAR”, ha dichiarato Matthew O’Toole , uno studioso post-dottorato presso il Stanford Computational Imaging Lab e co-autore principale dell’articolo. “La domanda chiave è se l’hardware attuale dei sistemi LIDAR supporta questo tipo di imaging.”
Prima che questo sistema sia pronto per la strada, dovrà anche funzionare meglio alla luce del giorno e con oggetti in movimento, come una palla che rimbalza o un bambino che corre. I ricercatori hanno testato la loro tecnica con successo all’esterno, ma hanno lavorato solo con luce indiretta. La loro tecnologia è stata particolarmente efficace nel selezionare oggetti retroriflettenti, come abbigliamento di sicurezza o segnali stradali. I ricercatori dicono che se la tecnologia fosse stata collocata su un’auto oggi, quell’auto potrebbe facilmente rilevare cose come segnali stradali, giubbotti di sicurezza o segnaletica stradale, anche se potrebbe avere problemi con una persona che indossa indumenti non riflettenti.
“Questo è un grande passo in avanti per il nostro settore che, auspicabilmente, andrà a beneficio di tutti noi”, ha affermato Wetzstein. “In futuro, vogliamo renderlo ancora più pratico nel” selvaggio “.”
Wetzstein è anche un assistente professore, per gentile concessione, di informatica e membro diStanford Bio-X e Stanford Neurosciences Institute .
Questa ricerca è finanziata dal governo del Canada, dall’Ufficio della Vicepresidenza per l’istruzioneuniversitaria della Stanford University , dalla National Science Foundation, dalla Fellowship della Facoltà Terman dell’Università di Stanford e dall’Università e Scienza e Tecnologia del Re Abdullah.
fonte Stanford University