Инженеры из Университета штата Пенсильвания создали инновационную систему, предназначенную для повышения безопасности беспилотных транспортных средств. Новая разработка, получившая название HoloRadar, позволяет роботам обнаруживать объекты, находящиеся из-за углов, благодаря использованию радиоволн и обработке данных с помощью искусственного интеллекта. Эта технология направлена на улучшение безопасности роботов, работающих в ограниченных пространствах с большим количеством препятствий, например, на складах и производственных площадках.
HoloRadar позволяет роботам создавать трехмерные модели окружения, которое не видно напрямую, например, человека, идущего к углу строения. В отличие от предыдущих методов нелинейного зрения (NLOS), использующих видимый свет, HoloRadar эффективно функционирует в условиях недостаточной освещенности и при изменении освещения.
Миньмин Чжао, доцент кафедры компьютерных и информационных наук и один из основных авторов исследования, представленного на 39-й ежегодной конференции Neural Information Processing Systems (NeurIPS), отмечает, что роботы и беспилотные транспортные средства должны уметь воспринимать окружающую обстановку не только в непосредственной близости. Такая возможность позволяет им оперативно и безопасно принимать решения.
В HoloRadar используется уникальное свойство радиоволн. Радиосигналы обладают значительно большей длиной волны, чем видимый свет, и это обычно рассматривалось как ограничение для получения изображений с высоким разрешением. Тем не менее, группа исследователей под руководством Чжао выявила, что эти более длинные волны, напротив, могут быть полезны при наблюдении за углами.
По словам Хаовена Лая, аспиранта кафедры компьютерных и информационных наук и одного из авторов исследования, радиоволны значительно превышают размеры микроскопических неровностей стен, что приводит к тому, что эти поверхности ведут себя как зеркала, отражая радиосигналы по определенному принципу. Это означает, что ровные поверхности, такие как стены, полы и потолки, способны направлять радиоволны за углом, позволяя роботу получать информацию о скрытых областях. HoloRadar фиксирует эти отражения и создает модель того, что находится вне зоны прямой видимости. Этот принцип схож с тем, как водители используют зеркала заднего вида на сложных участках дороги. Использование радиоволн позволяет окружающей среде функционировать как система зеркал, без необходимости каких-либо изменений в ее структуре.
HoloRadar разработан для улучшения безопасности автономных роботов, выступая в качестве дополнения к уже имеющимся датчикам, а не их замены. Если беспилотные автомобили и применяют LiDAR для определения объектов в поле зрения, то HoloRadar обеспечивает дополнительную возможность восприятия, позволяя обнаруживать то, что недоступно этим сенсорам. Это дает транспортным средствам больше времени для реагирования на возможные угрозы.
Тестирование системы проводилось на мобильном роботе в условиях реальной внутренней среды, включая коридоры и углы помещений. В таких условиях HoloRadar продемонстрировал способность успешно восстанавливать изображение стен, проходов и людей, находящихся за пределами видимости робота. В дальнейшем исследователи намерены изучить перспективы использования системы на открытых площадках, например, на перекрестках и городских улицах, где большие расстояния и более переменчивые условия создают дополнительные трудности.