Роботи відстежують рухомі об'єкти з безпрецедентною точністю

Нова система використовує RFID-мітки, щоб допомогти роботам зосередитися на об'єктах, що рухаються, з безпрецедентною швидкістю і точністю. Система могла б забезпечити велику сумісність і точність завдяки роботам, що працюють над упаковкою та збиранням, а також рою дронів, які виконують пошуково-рятувальні місії.

Нова система, розроблена в Массачусетському технологічному інституті, використовує мітки RFID, щоб допомогти роботам зосередитися на об'єктах, що рухаються, з безпрецедентною швидкістю і точністю. Система могла б забезпечити велику сумісність і точність завдяки роботам, що працюють над упаковкою та збиранням, а також рою дронів, які виконують пошуково-рятувальні місії.

У документі, представленому наступного тижня на Симпозіумі USENIX з проектування та впровадження мережевих систем, дослідники показують, що роботи, які використовують систему, можуть виявляти помічені об'єкти в середньому за 7,5 мілісекунд і з помилкою менше ніж сантиметр.

У системі, яка називається TurboTrack, мітка RFID (радіочастотна ідентифікація) може бути застосована до будь-якого об'єкта. Зчитувач відправляє бездротовий сигнал, який відображається від мітки RFID та інших довколишніх об'єктів, і відновлюється на зчитувачі. Алгоритм переглядає всі відображені сигнали, щоб знайти відповідь мітки RFID. Остаточні обчислення потім використовують рух мітки RFID - хоча це зазвичай знижує точність - підвищення точності його локалізації.

Дослідники кажуть, що система може замінити комп'ютерний зір для деяких роботизованих завдань. Як і у випадку з людиною, комп'ютерний зір обмежений тим, що він може бачити, і він може не помічати об'єкти в метушні. Радіочастотні сигнали не мають таких обмежень: вони можуть ідентифікувати цілі без візуалізації, безладно і крізь стіни.

Щоб перевірити систему, дослідники прикріпили одну мітку RFID до кришки, а іншу – до пляшки. Робот-маніпулятор виявив кришку і помістив її на пляшку, яка утримується іншою роботизованою рукою. В іншій демонстрації дослідники відстежували нанодрони, оснащені RFID, під час стикування, маневрування та польоту. Дослідники повідомляють, що в обох завданнях система була такою ж точною та швидкою, як і традиційні системи комп'ютерного зору, та працювала у сценаріях, де комп'ютерний зір не працює.

"Якщо ви використовуєте радіочастотні сигнали для завдань, які зазвичай виконуються за допомогою комп'ютерного зору, ви не тільки дозволяєте роботам робити людські речі, але ви також можете дозволяти їм робити надлюдські речі", - говорить Фадель Адіб, доцент і головний дослідник у MIT. Медіа-лабораторія та директор-засновник дослідницької групи Signal Kinetics. «І ви можете зробити це масштабованим способом, тому що ці мітки RFID коштують всього 3 центи кожен».

При виготовленні система могла б зробити руки робота більш точними та універсальними, наприклад, при підборі, збиранні та упаковці предметів уздовж лінії збирання. Ще один перспективний додаток - використання портативних «нанодронів» для пошуково-рятувальних операцій. В даний час нанодрони використовують комп'ютерний зір та методи для зшивання захоплених зображень з метою локалізації. Ці безпілотники часто заплутуються в хаотичних сферах, втрачають один одного за стінами і не можуть однозначно ідентифікувати один одного. Це все обмежує їхню здатність, скажімо, поширюватися по області та співпрацювати у пошуках зниклої людини. Використовуючи систему дослідників, нанодрони в роях могли б краще знаходити один одного для кращого контролю та співробітництва.

«Ви можете дозволити ряду нанодронів утворюватися певним чином, літати в захаращених середовищах і навіть у прихованих від очей середовищах з великою точністю», - говорить перший автор Чжихун Луо, аспірант дослідницької групи з кінетики сигналів.

Інші співавтори Media Lab на папері відвідують студента Ципінга Чжана, постдоку Юньфея Ма та асистента з досліджень Маніша Сінгха.

Супер дозвіл

Група Адіба багато років працювала над використанням радіосигналів для цілей відстеження та ідентифікації, таких як виявлення забруднення у пляшках, зв'язок із пристроями всередині тіла та керування складськими запасами.

Подібні системи намагалися використовувати мітки RFID для локалізації завдань. Але вони йдуть із компромісами в точності чи швидкості. Щоб бути точним, їм може знадобитися кілька секунд, щоб знайти об'єкт, що рухається; щоб збільшити швидкість, вони втрачають точність.

Завдання полягало у досягненні швидкості та точності одночасно. Для цього дослідники черпали натхнення в техніці візуалізації, яка називається «візуалізація у надвисокій роздільній здатності». Ці системи об'єднують зображення під різними кутами для отримання зображення з більшою роздільною здатністю.