إعادة تعريف الروبوتات: حل مبتكر لمعهد بوردو لجامعة بوردو للرؤية الآلية

قام باحثون في جامعة بوردو المرموقة بإحراز خطوة كبيرة في مجال الروبوتات والرؤية الآلية والاستفادة. يقدم نهجهم الرائد تحسناً ملحوظاً على التقنيات التقليدية، ويعود بالفائدة على مستقبل حيث يمكن للأجهزة أن تدرك محيطها بفعالية وأمان أكبر من أي وقت مضى.

تقديم HADAR: قفزة ثورية في الاستفادة الآلية

قدم زوبين جاكوب، أستاذ مساعد في الهندسة الكهربائية والحاسوبية، بالتعاون مع عالم الأبحاث فانجلين باو، طريقة رائدة تسمى HADAR، وهي اختصار للكشف المساعد بالحرارة والمدى. لقد حظيت ابتكاراتهم باهتمام كبير، وهذا الاعتراف قد زاد التوقعات حول تطبيقات HADAR المحتملة في مختلف القطاعات.

اعتماداً على الحواس الفعالة مثل LiDAR و الرادار و السونار، التي ت发出 إشارات لجمع بيانات ثلاثية الأبعاد عن محيطها. ومع ذلك، فإن هذه الأساليب تطرح تحديات، خاصة عند توسيع نطاقها. فهي عرضة للتداخل الإشاري ويمكن أن تشكل مخاطر على سلامة الإنسان. وقد زادت قيود الكاميرات في ظروف الإضاءة المنخفضة و “تأثير الشبح” في التصوير الحراري التقليدية من تعقيدات الاستفادة الآلية.

تسعى HADAR إلى مواجهة هذه التحديات. “الأجسام ومحيطها يصدر وينثر الإشعاع الحراري باستمرار، مما يؤدي إلى صور خالية من النسيج مشهورة باسم “تأثير الشبح”،” أوضح باو. وتابع “الصور الحرارية لوجه شخص يظهر فقط الخطوط العريضة وبعض التباين في درجة الحرارة؛ لا توجد ميزات، مما يجعله يبدو وكأنك رأيت شبحا. هذا فقدان للمعلومات والنسيج والميزات هو عائق للاستفادة الآلية باستخدام الإشعاع الحراري”.

تتمثل حل HADAR في الجمع بين الفيزياء الحرارية والتصوير بالأشعة تحت الحمراء والتعلم الآلي، مما يتيح الاستفادة الآلية الكاملة والواعية بالفيزياء. شدد جاكوب على التحول في نمط التفكير الذي تطرحه HADAR، قائلا “يعمل عملنا على بناء الأسس النظرية للمعلومات للرؤية الحرارية لإظهار أن الظلام الكامل يحمل نفس كمية المعلومات التي تحملها ضوء النهار الواسع. لقد جعل التطور البشر يتحيز تجاه النهار. سوف تنتصر الاستفادة الآلية في المستقبل هذه الثنائية القديمة بين النهار والليل”.

الآثار العملية واتجاهات المستقبل

شددت فعالية HADAR على قدرتها على استعادة النسيج في سيناريو ليل خارج الطريق. “استعاد رؤية HADAR TeX النسيج وتغلب على تأثير الشبح”، أشار باو. لقد حددت بدقة الأنماط المعقدة مثل تموجات الماء وطيات اللحاء، مما يظهر قدراتها الحسية العليا.

然而، قبل أن يمكن دمج HADAR في التطبيقات العالية في العالم الحقيقي مثل السيارات ذاتية القيادة أو الروبوتات، هناك تحديات يجب مواجهتها. لاحظ باو “المستشعر الحالي كبير وثقيل لأن خوارزميات HADAR تتطلب العديد من ألوان الإشعاع تحت الحمراء غير المرئي. لتقديمه إلى السيارات ذاتية القيادة أو الروبوتات، намنح أن نخفض الحجم والسعر ونجعل الكاميرات أسرع”. الطموح هو تحسين معدل الإطار الحالي للمستشعر، الذي يخلق صورة كل ثانية، لتلبية متطلبات المركبات المستقلة.

فيما يتعلق بالتطبيقات، في حين أن رؤية HADAR TeX مخصصة حاليًا للسيارات الآلية والروبوتات، فإن إمكانياتها تمتد إلى أبعد من ذلك. من الزراعة والدفاع إلى الرعاية الصحية ومراقبة الحياة البرية، الإمكانيات واسعة النطاق.

تقديراً لعملهم الرائد، حصل جاكوب وباو على تمويل من DARPA وفازا ب 50000 دولار من صندوق الابتكار تراسك التابع لمكتب التطوير التجاري للتكنولوجيا. وقد كشف الثنائي عن ابتكارهما إلى مكتب بوردو للابتكارات للتطوير التجاري للتكنولوجيا، مما يعتبر الخطوة الأولى لتحويل ابتكارهما إلى براءة اختراع.

هذه الأبحاث التحويلية من جامعة بوردو على وشك إعادة تعريف حدود الاستفادة الآلية، مما يفتح الطريق لمستقبل أكثر أمانًا وكفاءة في الروبوتات وما بعدها.