إعادة تعريف الروبوتات: حل رؤية الآلة المبتكر من جامعة بوردو

حقق الباحثون في جامعة بوردو المحترمة قفزة كبيرة في عالم الروبوتات ورؤية الآلة والإدراك. هُم نهج رائد تقدم تحسينًا ملحوظًا على التقنيات التقليدية ، مما يعد بمستقبل حيث يمكن للآلات أن تدرك محيطها بشكل أكثر فاعلية وأمانًا من أي وقت مضى.

تقديم HADAR: قفزة ثورية في تصور الآلة

قدّم زوبين جاكوب، الأستاذ المشارك في الهندسة الكهربائية والحاسوبية بجامعة إلمور، بالتعاون مع الباحثة فانجلين باو، طريقةً رائدةً تُسمى HADAR، وهي اختصارٌ لـ "الكشف والقياس بمساعدة الحرارة". وقد حظي ابتكارهما باهتمامٍ كبير، وعزز هذا التقدير التوقعاتَ حول تطبيقات HADAR المحتملة في مختلف القطاعات.

تقليديًا، اعتمد إدراك الآلة على أجهزة استشعار نشطة مثل الليدار والرادار والسونار، والتي تُصدر إشارات لجمع بيانات ثلاثية الأبعاد عن محيطها. ومع ذلك، تُشكل هذه الأساليب تحديات، خاصةً عند توسيع نطاقها. فهي عُرضة لتداخل الإشارات، بل وقد تُشكل مخاطر على سلامة الإنسان. كما أن محدودية كاميرات الفيديو في ظروف الإضاءة المنخفضة، و"تأثير التداخل" في التصوير الحراري التقليدي، قد زادت من تعقيد إدراك الآلة.

تسعى HADAR إلى مواجهة هذه التحديات. وأوضح باو أن "الأشياء وبيئتها تنبعث باستمرار من الإشعاع الحراري وتبعثره ، مما يؤدي إلى صور بلا نسيج تُعرف باسم" تأثير الظلال ". وتابع: "الصور الحرارية لوجه الشخص تظهر فقط ملامح الوجه وبعض التباين في درجات الحرارة. لا توجد ميزات ، مما يجعل الأمر يبدو كما لو كنت قد رأيت شبحًا. يعد فقدان المعلومات والملمس والميزات هذا بمثابة عقبة أمام إدراك الماكينة باستخدام الإشعاع الحراري ".

حل HADAR هو مزيج من الفيزياء الحرارية والتصوير بالأشعة تحت الحمراء والتعلم الآلي، مما يتيح إدراكًا آليًا سلبيًا واعيًا للفيزياء تمامًا. وأكد جاكوب على النقلة النوعية التي يُحدثها HADAR، قائلاً: "يُرسي عملنا الأسس النظرية المعلوماتية للإدراك الحراري، لإثبات أن الظلام الدامس يحمل نفس كمية المعلومات التي يحملها ضوء النهار. لقد جعل التطور البشر متحيزين نحو النهار. سيتغلب إدراك الآلة للمستقبل على هذه الثنائية القديمة بين الليل والنهار".

التطبيقات العملية والتوجهات المستقبلية

تم التأكيد على فعالية HADAR من خلال قدرتها على استعادة القوام في سيناريو ليلي على الطرق الوعرة. وأشار باو إلى أن "رؤية HADAR TeX استعادت القوام وتغلبت على تأثير الظلال". لقد حدد بدقة الأنماط المعقدة مثل تموجات الماء وتجاعيد اللحاء ، مما يعرض قدراته الحسية الفائقة.

ومع ذلك ، قبل أن يتم دمج HADAR في تطبيقات العالم الحقيقي مثل السيارات ذاتية القيادة أو الروبوتات ، هناك تحديات يجب معالجتها. لاحظ باو أن "المستشعر الحالي كبير وثقيل لأن خوارزميات HADAR تتطلب ألوانًا عديدة من الأشعة تحت الحمراء غير المرئية. لتطبيقه على السيارات أو الروبوتات ذاتية القيادة ، نحتاج إلى تقليل الحجم والسعر مع جعل الكاميرات أسرع ". يتمثل الطموح في تحسين معدل الإطارات لجهاز الاستشعار الحالي ، والذي يقوم حاليًا بإنشاء صورة كل ثانية ، لتلبية متطلبات المركبات المستقلة.

فيما يتعلق بالتطبيقات ، في حين أن رؤية HADAR TeX مصممة حاليًا للمركبات الآلية والروبوتات ، فإن إمكاناتها تمتد إلى أبعد من ذلك بكثير. من الزراعة والدفاع إلى الرعاية الصحية ومراقبة الحياة البرية ، فإن الاحتمالات هائلة.

تقديرًا لعملهما الرائد، حصل جاكوب وباو على تمويل من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، وحصلا على 50,000 دولار أمريكي من صندوق تراسك للابتكار التابع لمكتب تسويق التكنولوجيا. وقد كشف الثنائي عن ابتكارهما لمكتب تسويق التكنولوجيا في جامعة بيردو، واتخذا الخطوات الأولى لتسجيل براءة اختراعه.

تم تعيين هذا البحث التحويلي من جامعة بوردو لإعادة تعريف حدود إدراك الآلة ، مما يفسح المجال لمستقبل أكثر أمانًا وفعالية في مجال الروبوتات وما بعدها.