Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) представили технологию визуализации, которая позволяет роботам и автоматизированным системам «видеть» сквозь непрозрачные материалы, такие как картон, пластик и внутренние стены зданий. Новая система, получившая название mmNorm, использует миллиметровые волны (mmWave) — сигналы, схожие с теми, что применяются в Wi-Fi и 5G — для создания точных трёхмерных моделей скрытых объектов. Технологию предлагается использовать в сферах контроля качества, робототехники, безопасности и дополненной реальности.
Как указывают в MIT, традиционные радарные технологии, которые посылают миллиметровые волны и анализируют их отражения, способны только определять местонахождение скрытого объекта и давать примерное представление о его форме. Однако такие системы не способны точно распознавать небольшие и сложные предметы, например, кухонные приборы или электроинструменты.
В отличие от них, mmNorm анализирует отражения сигналов с учётом свойства зеркальности поверхностей: каждая точка объекта действует как маленькое зеркало, отражая волны под разными углами. Система собирает данные с нескольких антенн, что позволяет точно оценить ориентацию и кривизну объекта в каждой точке. Затем, используя методы компьютерной графики, mmNorm объединяет эти данные в единую трёхмерную модель, выбирая наиболее репрезентативную поверхность.
Такой подход позволил достичь точности реконструкции до 96% для более чем 60 различных объектов, от изогнутых ручек кружек и столового серебра до электрических дрелей. Это на 40% точнее альтернативных современных методов. Кроме того, технология не требует дополнительной пропускной способности и может работать в существующих диапазонах частот. Кроме того, mmNorm успешно различает несколько объектов, находящихся в одной коробке, например вилку, нож и ложку, и работает с материалами разного типа: деревом, металлом, пластиком, резиной и стеклом.
«Мы долго сталкивались с ограничениями традиционных методов, которые, несмотря на математическую элегантность, не давали нужных результатов. Нам пришлось переосмыслить использование миллиметровых волн и разработать совершенно новый подход», — рассказывает Фадель Адиб, доцент MIT и руководитель исследовательской группы.
mmNorm предлагается применять на производстве, где роботы смогут без вскрытия упаковок определять состояние и расположение инструментов или деталей; в сфере безопасности (mmNorm может улучшить работу сканеров в аэропортах) и военном деле (она позволит точнее определять объекты и технику за укрытиями).
Пока технология не способна «видеть» сквозь металл или очень толстые стены, но исследователи активно работают над расширением её возможностей. В будущем команда планирует улучшить разрешение системы, повысить её эффективность при работе с менее отражающими объектами и научить миллиметровые волны проходить через более плотные преграды.
Источник: habr.com