Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια εργάζεται πάνω στην ανάπτυξη μιας «υπεράνθρωπης» όρασης για ρομπότ, η οποία βασίζεται στη χρήση ραδιοκυμάτων.
Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να επιτρέπει στα ρομπότ ή τα αυτόνομα οχήματα να αποκτούν οπτική αντίληψη σε συνθήκες όπως πυκνός καπνός, δυνατή βροχή, ή ακόμη και να «βλέπουν» γύρω από γωνίες.
Τα ραδιοκύματα έχουν τη δυνατότητα να ανιχνεύουν ακόμη και κρυμμένα όπλα. Ωστόσο, η χρήση τους για την προσομοίωση οπτικών εικόνων αποτελεί μια καινοτόμο και ασυνήθιστη μέθοδο για ρομπότ και αυτόνομα οχήματα, αναφέρει το BBC.
Στον τομέα των ρομπότ και των αυτόνομων οχημάτων, οι παραδοσιακές τεχνολογίες όπως οι οπτικές κάμερες, η ανίχνευση φωτός, η τηλεπισκόπηση (Lidar) και άλλοι αισθητήρες είναι πολύ πιο συνηθισμένες.
Ωστόσο, ο καθηγητής Zhao και οι φοιτητές του έχουν αναπτύξει μια υποσχόμενη νέα μέθοδο για να δώσουν στα ρομπότ τη δυνατότητα να «βλέπουν» με τη χρήση ραδιοκυμάτων.
Παρόλο που το ραντάρ, το οποίο χρησιμοποιεί ραδιοκύματα, χρησιμοποιείται για δεκαετίες στην παρακολούθηση αεροσκαφών, πλοίων και καιρικών φαινομένων, η συστοιχία ραντάρ που χρησιμοποιεί ο καθηγητής Zhao στα ρομπότ του εκπέμπει ραδιοκύματα σε όλες τις κατευθύνσεις. Στη συνέχεια, ένα ενσωματωμένο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης (AI) επεξεργάζεται τις πληροφορίες αυτές και δημιουργεί μια τρισδιάστατη εικόνα του περιβάλλοντος.
«Αυτό που προσπαθήσαμε να κάνουμε εδώ είναι βασικά να βοηθήσουμε τα ρομπότ να αποκτήσουν υπεράνθρωπη όραση - να βλέπουν σε σενάρια όπου τα ανθρώπινα μάτια ή οι παραδοσιακοί οπτικοί αισθητήρες δεν μπορούν», εξηγεί ο καθηγητής Zhao.
Υποστηρίζει ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να βοηθήσει ένα μελλοντικό ρομπότ έρευνας και διάσωσης να σώσει ανθρώπους από ένα φλεγόμενο κτίριο. Σε μεταγενέστερες δοκιμές του ρομπότ χρησιμοποιήθηκε ένα διαφανές πλαστικό κουτί γεμάτο καπνό που τοποθετήθηκε γύρω από τον περιστρεφόμενο εξοπλισμό του, προκειμένου να αποφευχθεί η ενεργοποίηση οποιουδήποτε κοντινού συναγερμού πυρκαγιάς.
Αν και οι άνθρωποι δεν μπορούν να τα αντιληφθούν, τα ραδιοκύματα είναι μια μορφή φωτός, καθώς ανήκουν στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, το οποίο περιλαμβάνει επίσης τις ακτίνες Χ και τις ακτίνες γάμμα. Μόνο ένα μικρό τμήμα αυτού του φάσματος είναι ορατό φως. Εφόσον πρόκειται για φως, τα ραδιοκύματα μπορούν να ανακλαστούν από διάφορες επιφάνειες και υλικά, αν και με διαφορετικό τρόπο από το ορατό φως.
Ο καθηγητής Zhao και οι συνεργάτες του έχουν σχεδιάσει το ρομπότ τους με τέτοιον τρόπο ώστε να μπορεί να αντιλαμβάνεται αυτές τις ανακλάσεις ραδιοκυμάτων. Το βασικό πλεονέκτημα των ραδιοκυμάτων είναι ότι είναι πολύ μεγαλύτερα σε μήκος από τα κύματα του ορατού φωτός, κάτι που τους επιτρέπει να μην επηρεάζονται από μικροσκοπικά σωματίδια καπνού.
Ο καθηγητής Zhao αναφέρει επίσης ότι εργάζεται για την εξέλιξη της τεχνολογίας, ώστε το ρομπότ να έχει την ικανότητα να «βλέπει» μέρος του περιβάλλοντος γύρω από γωνίες. Το παραλληλίζει με μια αίθουσα καθρεφτών, αλλά αντί για ορατό φως, χρησιμοποιούνται ραδιοκύματα.
«Πρόκειται για μια πραγματικά ενδιαφέρουσα και εντυπωσιακή δουλειά», αναφέρει ο Friedemann Reinhard από το Πανεπιστήμιο του Ρόστοκ στη Γερμανία, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. Το 2017, ο καθηγητής Reinhard και η ομάδα του είχαν περιγράψει πώς τα σήματα Wi-Fi θα μπορούσαν να επιτρέπουν σε κατασκόπους να βλέπουν μέσα σε ιδιωτικούς χώρους.
Ένας μικρός περιορισμός της τεχνολογίας είναι ότι η περιστρεφόμενη συστοιχία δεν μπορεί, από τη φύση της, να καταγράφει ταυτόχρονα σε όλες τις κατευθύνσεις. Ο καθηγητής Reinhard αναφέρει ότι είναι αναγκαία μια εκτενής επεξεργασία δεδομένων από το σύστημα, προκειμένου να αποκατασταθεί η εικόνα που προκύπτει από αυτή τη περιστρεφόμενη συσκευή.
Ωστόσο, το ρομπότ χρησιμοποιεί ραδιοκύματα στη ζώνη των χιλιοστομέτρων (κύματα με μήκος από ένα έως δέκα χιλιοστά), την ίδια τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε κάποιες εγκαταστάσεις 5G.
«Αυτό είναι πολύ ελκυστικό, καθώς πρόκειται για μια τεχνολογία που κατανοείται καλά και είναι φθηνή», λέει ο καθηγητής Reinhard. «Θα ήθελα πολύ να δω ένα αυτόνομο όχημα να κινείται μόνο με ραντάρ», προσθέτει.
Ωστόσο, ο Fabio da Silva, ιδρυτής και CEO της αμερικανικής εταιρείας Wavsens, η οποία αναπτύσσει επίσης τεχνολογία ανίχνευσης με ραδιοκύματα, σημειώνει ότι είναι εφικτό να αποφευχθεί η χρήση περιστρεφόμενων συσκευών για τη δημιουργία μιας πλήρους εικόνας.
«Δημιουργήσαμε έναν αλγόριθμο που σας επιτρέπει να ανιχνεύετε ολόκληρο το χώρο στιγμιαία και συνεχώς, ώστε να μην χρειάζεται να περιστρέφουμε τις κεραίες μας», λέει. Ο ίδιος περιγράφει το σύστημα ως κάτι παρόμοιο με τον ηχοεντοπισμό, που χρησιμοποιούν οι νυχτερίδες. Στέλνει ραδιοκύματα και «ακούει» πώς επιστρέφουν τα κύματα, γεγονός που αποκαλύπτει το σχήμα αυτού που έχουν χτυπήσει. Ορισμένοι ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει ραδιοκύματα για την ανίχνευση κρυμμένων όπλων, όπως κρυμμένα πιστόλια και μαχαίρια. Τα ραδιοκύματα μπορούν ακόμη και να «αποτυπώσουν» τις λεπτομέρειες ενός δωματίου.
Στη συνέχεια, αν σαρωθούν εκ νέου αργότερα, αυτό θα αποκαλύψει αν κάποια αντικείμενα στο δωμάτιο έχουν μετακινηθεί. Πέρυσι, επιστήμονες στη Γερμανία πρότειναν στις χώρες να χρησιμοποιήσουν αυτή τη μέθοδο για να ελέγξουν τη διαχείριση των αποθεμάτων πυρηνικών όπλων άλλων χωρών. Θα ήταν ένας τρόπος για να μάθουμε αν κάποιος έχει μετακινήσει τις πυρηνικές κεφαλές, για παράδειγμα.
Ξεχωριστά, η Luana Olivieri στο Πανεπιστήμιο Loughborough διερεύνησε τη χρήση μιας διαφορετικής μορφής μη ορατής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, τα κύματα terahertz. Αυτά είναι μικρότερα από τα ραδιοκύματα αλλά μεγαλύτερα από τα ορατά κύματα φωτός. «Αυτό το μήκος κύματος είναι ιδιαίτερα ανεξερεύνητο», λέει η Δρ Olivieri.