Инженеры разработали систему HoloRadar позволяющую роботам и беспилотным автомобилям видеть объекты за углами с помощью радиоволн

Исследователи из Пенсильванского университета (Penn Engineers) разработали новую систему, которая может помочь повысить безопасность беспилотных автомобилей. Разработка под названием HoloRadar позволяет роботам «видеть» объекты за углами, используя радиоволны, обрабатываемые искусственным интеллектом. Эта технология призвана повысить безопасность работы роботов в закрытых помещениях с большим количеством препятствий, таких как склады и фабрики.

Система HoloRadar дает возможность роботам реконструировать трехмерные сцены, находящиеся вне зоны их прямой видимости — например, пешехода, приближающегося к углу здания. В отличие от предыдущих подходов к нелинейному зрению (NLOS), которые полагались на видимый свет, HoloRadar надежно работает в темноте и при переменчивых условиях освещения.

По словам Минмина Чжао, доцента кафедры компьютерных и информационных наук и ведущего автора исследования, представленного на 39-й ежегодной конференции Neural Information Processing Systems (NeurIPS), роботам и автономным транспортным средствам крайне необходимо видеть то, что находится не только прямо перед ними. Эта способность позволяет им принимать более безопасные решения в реальном времени.

В основе работы HoloRadar лежит нетривиальное свойство радиоволн. По сравнению с видимым светом, радиосигналы имеют гораздо большую длину волны, что традиционно считалось недостатком для формирования изображений из-за ограниченного разрешения. Однако команда Чжао обнаружила, что для наблюдения за углами эти более длинные волны, наоборот, являются преимуществом.

Как объяснил Хаовен Лай, докторант кафедры компьютерных и информационных наук и соавтор работы, из-за того, что радиоволны намного больше микроскопических неровностей поверхности стен, эти поверхности фактически становятся зеркалами, отражающими радиосигналы предсказуемым образом. На практике это означает, что плоские поверхности, такие как стены, полы и потолки, могут направлять радиоволны за угол, передавая роботу информацию о скрытых пространствах. HoloRadar улавливает эти отражения и реконструирует то, что находится за пределами прямой видимости. Это похоже на то, как водители иногда полагаются на зеркала, установленные на опасных поворотах. Благодаря использованию радиоволн сама окружающая среда становится наполненной зеркалами, без необходимости что-либо в ней менять.

HoloRadar призван повысить безопасность автономных роботов, дополняя существующие датчики, а не заменяя их. В то время как беспилотные автомобили уже используют LiDAR (лазерные датчики для обнаружения объектов в прямой видимости), HoloRadar добавляет дополнительный уровень восприятия, раскрывая то, что эти сенсоры не могут увидеть. Это дает машинам больше времени для реакции на потенциальные опасности.

Система была протестирована на мобильном роботе в реальных внутренних условиях, включая коридоры и углы зданий. В этих условиях HoloRadar успешно реконструировал стены, проходы и людей, находящихся вне поля зрения робота. В будущем исследователи планируют изучить возможность применения системы на открытых пространствах, таких как перекрестки и городские улицы, где большие расстояния и более динамичные условия создают дополнительные сложности.