Создана технология, которая позволяет машинам видеть сквозь препятствия
Ученые из Северо-Западного Университета, штат Иллинойс, создали технологию, которая похожа на волшебство даже сегодня — с помощью голографической камеры и алгоритмов она считывает отраженные световые волны от всего, что их отражает, и таким образом регистрирует скрытые объекты. Причем видит их в движении, в дождь и туман, точно определяя скорость за доли секунды. По сути технология превращает все стены в зеркала и теперь машины смогут видеть, что происходит за углом или любыми препятствиями. Это сделает беспилотный транспорт предельно безопасным.
Как сообщает New Atlas, когда свет попадает на объект, он рассеивается, и его часть попадает в сетчатку или датчики камеры, позволяя увидеть объект. Если прибавить к этому процессу грамотно расположенное зеркало, то человек — или обычная камера — сможет увидеть предметы за углом. Это правило работает не только для зеркал, но для других поверхностей. При этом последние, как правило, не способны рассеивать свет так, чтобы сетчатка или линза смогли визуализировать скрытые предметы.
Для решения этой проблемы существуют голографические камеры, создающие оптические волны для анализа изображений под разными углами. Раньше такие камеры были не способны действовать в движении, чтобы регистрировать и считывать действия объектов в режиме реального времени. Но американские ученые разработали более совершенную версию системы, которая может быть интегрирована в автономные автомобили.
Запатентованная технология получила название «NLoS» или «система визуализации без прямой видимости».
Новая камера с высоким разрешением полагается на синтетическую длинноволновую голографию — она рассеивает когерентный свет на скрытые объекты, когда они попадают в поле ее зрения, а затем применяет алгоритмы, которые восстанавливают сигналы для отображения этих объектов вне зоны видимости.
«Если вы можете запечатлеть все световое поле объекта на голограмме, то вы сможете полностью восстановить трехмерную форму объекта. Мы сканируем голографические изображения за углом или через рассеиватели — с помощью синтетических волн вместо обычных световых волн», — объяснил руководитель исследования Флориан Уилломитцер.
Ключевое преимущество технологии — процесс обработки изображения происходит практически мгновенно. NLoS регистрирует объекты в течение 46 миллисекунд. Этого достаточно, чтобы точно проанализировать то, как бьется человеческое сердце через грудь или идентифицировать быстро движущуюся машину за углом. Ученые предполагают, что система может быть подключена к беспилотным автомобилям — в комбинации с голографической камерой автопилот сможет предотвращать аварии, о возможности которых пассажиры даже не будут знать.
Система также способна улучшить обзор автомобилей в плохую погоду или в темное время суток. Ночью, во время дождя или в туман транспорт будет полагаться на голографическую камеру и выстраивать более точную картину, избегая других автомобилей, пешеходов и препятствий.
«Эта техника превращает все стены в зеркала. При этом наша технология может корректно работать ночью и в условиях густого тумана», — добавил Уилломитцер.
В дополнение ученые рассматривают возможность применения NLoS в сфере здравоохранения и в промышленных задачах. Например, технология может быть использована при разработке более совершенных эндоскопов — колоноскопия, эндоскопия и другие медицинские исследования станут менее болезненными за счет того, что врачам не придется двигать оптические приборы. А в промышленном секторе компании смогут использовать голографические камеры для быстрого и точного осмотра оборудования без его остановки.