Innowacja w zakresie obrazowania termicznego pozwala sztucznej inteligencji widzieć w ciemności jak w biały dzień. Rozwiązanie zgłoszono już do opatentowania.
Naukowcy z Purdue University poprawili widzenie maszynowe i percepcję sztucznej inteligencji.
Zubin Jacob, profesor nadzwyczajny inżynierii elektrycznej i komputerowej w Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering oraz naukowiec Fanglin Bao opracowali HADAR, do wykrywania i określania odległości wspomaganego ciepłem.
Ich badania znalazły się na okładce recenzowanego czasopisma Nature z 26 lipca.
Jak mówi Jacob, oczekuje się, że jeden na 10 pojazdów będzie do 2030 r. autonomiczny i że do tego czasu będzie też 20 milionów robotów-pomocników, którzy będą służyć ludziom.
-Każdy z tych agentów będzie zbierał informacje o otaczającej go scenie za pomocą zaawansowanych czujników, aby podejmować decyzje bez interwencji człowieka – powiedział Jacob.
Tradycyjne czujniki aktywne, takie jak LiDAR lub wykrywanie światła i określanie odległości, radarami i sonarami, które emitują sygnały, a następnie odbierają je w celu zebrania informacji 3D o scenie, mogą być zawodne. Metody te mają wady, które zwiększają się wraz ze wzrostem skali, w tym zakłócenia sygnału i wzmacniają zagrożenie dla bezpieczeństwa oczu ludzi. Dla porównania, kamery wideo działające w oparciu o światło słoneczne lub inne źródła oświetlenia są korzystne, ale warunki słabego oświetlenia, takie jak noc, mgła lub deszcz, stanowią poważne utrudnienie.
Tradycyjne obrazowanie termiczne to w pełni pasywna metoda wykrywania, która zbiera niewidzialne promieniowanie cieplne pochodzące ze wszystkich obiektów otoczenia. Może wyczuwać ciemność, niepogodę i blask słońca. Jacob stwiedza, że fundamentalne wyzwania utrudniają jego użycie.
– Obiekty i ich otoczenie nieustannie emitują i rozpraszają promieniowanie cieplne, co prowadzi do obrazów pozbawionych tekstur, znanych jako efekt zjawy – wyjaśnia Bao. – Zdjęcia termiczne twarzy osoby pokazują tylko kontury i pewien kontrast temperaturowy; nie ma żadnych cech, co sprawia wrażenie, jakbyś zobaczył ducha. Ta utrata informacji, tekstury i cech stanowi przeszkodę dla percepcji maszyn za pomocą promieniowania cieplnego.
-Nasza praca buduje teoretyczne podstawy informacyjne percepcji termicznej, aby pokazać, że całkowita ciemność niesie taką samą ilość informacji, jak biały dzień. Ewolucja sprawiła, że istoty ludzkie są bardziej przyzwyczajone do dnia – powiedział Jacob.
HADAR łączy fizykę termiczną, obrazowanie w podczerwieni i uczenie maszynowe, aby utorować drogę do w pełni pasywnej i świadomej fizyki percepcji maszyn.
HADAR wyraźnie odzyskuje teksturę z zanieczyszczonego sygnału cieplnego i dokładnie rozplątuje temperaturę, emisyjność i teksturę wszystkich obiektów w polu „widzenia”. Widzi teksturę i głębię w ciemności, jakby to był dzień, a także postrzega fizyczne atrybuty wykraczające poza skalę RGB. Zaskakujące jest to, że można widzieć w całkowitej ciemności jak w biały dzień.
Dodatkowe ulepszenia HADAR to zwiększenie rozmiaru sprzętu i szybkości zbierania danych.
– Obecny czujnik jest duży i ciężki, ponieważ algorytmy HADAR wymagają wielu kolorów niewidzialnego promieniowania podczerwonego – wyjaśnia Bao. – Aby zastosować go w samojezdnych samochodach lub robotach, musimy zmniejszyć rozmiar i cenę, jednocześnie przyspieszając kamery. Obecny czujnik potrzebuje około jednej sekundy, aby stworzyć jeden obraz, ale w przypadku samochodów autonomicznych potrzebujemy około 30 do 60 klatek w hercach lub liczbie klatek na sekundę.
Początkowe zastosowania HADAR TeX vision to zautomatyzowane pojazdy i roboty, które wchodzą w interakcje z ludźmi w złożonych środowiskach. Technologia może być dalej rozwijana do zastosowań w rolnictwie, obronie, naukach o Ziemi, opiece zdrowotnej i monitorowaniu dzikich zwierząt.
Jacob i Bao ujawnili HADAR TeX Biuru Komercjalizacji Technologii Purdue Innovates, które złożyło wniosek o patent na własność intelektualną.
Tekst: materiały prasowe Uniwersytetu Purdue, zdjęcie zajawka: Alexa/Pixabay
Zostaw komentarz
You must be logged in to post a comment.