Stanford używa zwykłych kamer i wskaźników laserowych, aby uzyskać „perspektywę przez ścianę”, nawet Twój identyfikator jest wyraźnie widoczny

Czy czujniki mogą widzieć za rogiem przeszkód w czasie rzeczywistym? Jak się okazuje, tak. Badanie przeprowadzone przez naukowców ze Stanford, Rice University, Princeton i Southern Methodist University opublikowane w czasopiśmie Optyka proponuje system, który jest w stanie wytwarzać obrazy dookoła zakrętu w wysokich rozdzielczościach i szybkościach. Jest w stanie odróżnić submilimetrowe szczegóły ukrytych obiektów z odległości 1 metra, a według współautora Felixa Heide, może być używany do rozróżniania takich rzeczy, jak tablice rejestracyjne ukrytych poruszających się pojazdów i odznaki personelu noszone przez chodzące osoby.

„Obrazowanie poza zasięgiem wzroku ma ważne zastosowania w obrazowaniu medycznym, nawigacji, robotyce i obronie” — powiedział Heide. „Nasza praca robi krok w kierunku umożliwienia jej wykorzystania w różnych tego typu zastosowaniach”.

Nie jest to pierwsza metoda zdolna do konstruowania cyfrowych obrazów, które ujawniają to, co jest za rogiem. Naukowcy z Intel Labs i Uniwersytetu Stanforda w zeszłym roku wykorzystali zestawy głośników i ogólnodostępne mikrofony do uchwycenia czasu echa akustycznego, informując algorytmy inspirowane obrazowaniem sejsmicznym do generowania obrazów ukrytych obiektów. A w 2017, 2018 i 2019 roku Laboratorium Informatyki i Sztucznej Inteligencji MIT szczegółowo opisało kamerę, która rekonstruuje sceny poza zasięgiem wzroku, analizując cienie.

Optica widząc za rogiem

Ale ten najnowszy system obrazowania wykorzystuje dostępną na rynku kamerę i laser źródło podobne do tych, które można znaleźć w standardowych wskaźnikach. Wiązka odbija się od widocznej ściany na ukryty obiekt, a następnie z powrotem na ścianę, tworząc charakterystyczne rozproszenie światła znane jako wzór plamek, który koduje kształt ukrytego obiektu.

Aby zrekonstruować obiekt na podstawie wzoru plamek, naukowcy wykorzystali algorytm sztucznej inteligencji wyszkolony na zsyntetyzowanych danych scharakteryzowanego szumu, co wyeliminowało potrzebę przechwytywania eksperymentalnych próbek treningowych. Co najważniejsze, jest w stanie działać z krótszymi czasami ekspozycji niezbędnymi do obrazowania w czasie rzeczywistym, wyjaśnia współautorka Prasanna Rangarajan.

„W porównaniu z innymi podejściami do obrazowania bez linii wzroku, nasz algorytm głębokiego uczenia jest znacznie bardziej niezawodny” – powiedział Rangarajan.

Optica widząc za rogiem

Powyżej: konfiguracja obrazowania naukowców.

Źródło obrazu: Optica

Naukowcy przetestowali swoją technikę, próbując zrekonstruować obrazy 1-centymetrowych liter i cyfr ukrytych za rogiem 1 metr od ściany. Wykorzystując długość ekspozycji wynoszącą ćwierć sekundy, uzyskano rekonstrukcje o rozdzielczości 300 mikronów, czyli około 0,01 cala.

Naukowcy zauważają, że system został opracowany w ramach programu REVEAL, który ma na celu wspieranie rozwoju technologii obrazowania obiektów za rogiem. Mówią, że można go połączyć z innymi systemami obrazowania, które produkują rekonstrukcje o niskiej rozdzielczości, wielkości pomieszczenia, które mogą umożliwić przyszłym samochodom bez kierowcy „rozglądanie się” wokół zaparkowanych pojazdów lub ruchliwych skrzyżowań lub pomóc satelitom i statkom kosmicznym w przechwytywaniu obrazów z jaskiń asteroid.

Naukowcy pozostawiają przyszłe prace nad praktycznym zastosowaniem systemu do większej liczby zastosowań poprzez rozszerzenie pola widzenia, aby mógł rekonstruować większe obiekty.