Új technológia taníthatja meg látni az önvezető autókat és a sebészrobotokat

Városi csúcsforgalom idején az emberi szem szinte észrevétlenül alkalmazkodik a változó fényviszonyokhoz, a fémes csillogáshoz és a mély árnyékokhoz. Ami viszont egy embernek rutinszerű, az a gépeknek kritikus hibaforrás lehet: az önvezető autók és a sebészrobotok tájékozódását például rendszeresen megzavarják a vegyes fényvisszaverő képességű felületek. A jelenlegi 3D-szenzorok többsége vagy csak matt, vagy csak fényes felületeket képes megfelelően feldolgozni, a kettő együttes jelenlétekor azonban a rendszer összezavarodik.

Az Arizonai Egyetem kutatócsoportja a Nature Communications folyóiratban mutatta be azt az új megközelítést, amely lézeres szkenner és eseményalapú kamera segítségével küszöböli ki a fentebb írt hiányosságot. „Az emberek már rendelkeznek egy beépített 3D-s kamerarendszerrel: ez a két szemünk sztereó látása” – magyarázta az egyetem docense. Florian Willomitzer szerint a kutatásuk végső célja az, hogy a gépek bármely embernél jobban lássanak 3D-ben, ami elengedhetetlen az önvezető autók navigációjához vagy a robotsebészet pontos irányításához.

Virtuális képernyők és falak az önvezető és robotsebész alkalmazások számára

A technológiai háttér jelenleg komoly korlátokba ütközik: a tükröződő tárgyak méréséhez használt deflektometria során hatalmas projektorok segítségével vetítenek mintákat a felületekre. Az arizonai kutatók azonban rájöttek, hogy nincs szükség óriási hardverekre, ha magát a teret használják vetítési felületként.

A módszer lényege, hogy egy lézeres szkennerrel a teljes helyiséget rögzítik, majd algoritmusok választják szét a matt és a tükröződő részeket.

A kutatás másik pillére a gyorsaság. A technológia nem a hagyományos kamerák képkockáira épít, hanem úgynevezett neuromorf eseménykamerákat használ. Ezek az eszközök csak a fényerő változásait követik nyomon, ami drasztikusan csökkenti a felesleges adatmennyiséget, és lehetővé teszi a 3D-s videók rögzítését extrém nagy sebesség mellett is. Ez a megoldás még a csillogó testnedvek vagy a tükröződő fém alkatrészek mellett is stabil képet ad.

A jövőbeli munka egyik lehetséges iránya a projektorrendszer kiterjesztése lenne 360°-os szkennelésre zárt helyiségben, és egy nagyjából 360°-os halszemoptika használata az eseménykamerán (vagy több eseménykamera használata). Ez egy zárt szobát is nagy, kupolaszerű vászonná alakítana, izgalmas utat mutatva a módszer teljes potenciáljának kiaknázására. A rendszer egyelőre laboratóriumi prototípusként működik, de az architektúra skálázható.

„Reméljük, hogy az újszerű módszerünk a jövőben hozzájárul a számítógépes 3D kamerák új hullámához, ami a technológia hatékony elterjedéséhez vezethet, pl. az AR/VR-ban, az orvosi képalkotásban vagy az ipari ellenőrzésben” – fogalmaztak az egyetem tudósai.

Gábor János, NEW technology