Un automóvil sin conductor se está abriendo camino a través de una calle sinuosa del vecindario, a punto de girar bruscamente en una carretera donde la pelota de un niño acaba de rodar. Aunque ninguna persona en el automóvil puede ver esa pelota, el automóvil se detiene para evitarla.Esto se debe a que el automóvil está equipado con tecnología láser extremadamente sensible que se refleja en los objetos cercanos para ver en las esquinas.
Este escenario es uno de los muchos que los investigadores de la Universidad de Stanford están imaginando para un sistema que puede producir imágenes de objetos ocultos a la vista. Se centran en aplicaciones para vehículos autónomos, algunos de los cuales ya tienen sistemas similares basados en láser para detectar objetosalrededor del automóvil, pero otros usos podrían incluir ver a través del follaje desde vehículos aéreos o dar a los equipos de rescate la capacidad de encontrar personas bloqueadas de la vista por paredes y escombros.
"Suena como magia, pero la idea de imágenes sin línea de visión es realmente factible", dijo Gordon Wetzstein, profesor asistente de ingeniería eléctrica y autor principal del artículo que describe este trabajo, publicado el 5 de marzo en Naturaleza .
Ver lo invisible
El grupo de Stanford no está solo en el desarrollo de métodos para hacer rebotar láseres alrededor de las esquinas para capturar imágenes de objetos. Cuando esta investigación avanza, el campo está en el algoritmo extremadamente eficiente y efectivo que los investigadores desarrollaron para procesar la imagen final.
"Un desafío sustancial en las imágenes sin línea de visión es encontrar una manera eficiente de recuperar la estructura tridimensional del objeto oculto de las mediciones ruidosas", dijo David Lindell, estudiante graduado en el Laboratorio de Imagen Computacional de Stanfordy coautor del artículo: "Creo que el gran impacto de este método es cuán eficiente es computacionalmente".
Para su sistema, los investigadores colocaron un láser junto a un detector de fotones altamente sensible, que puede registrar incluso una sola partícula de luz. Disparan pulsos de luz láser en una pared e, invisibles para el ojo humano, esos pulsos rebotanobjetos alrededor de la esquina y rebotan de regreso a la pared y al detector. Actualmente, este escaneo puede tomar de dos minutos a una hora, dependiendo de condiciones como la iluminación y la reflectividad del objeto oculto.
Una vez que finaliza el escaneo, el algoritmo desenreda los caminos de los fotones capturados y, al igual que la tecnología de mejora de imagen mítica de los programas de televisión, el blob borroso toma una forma mucho más nítida. Hace todo esto en menos de un segundo y así eseficiente, puede ejecutarse en una computadora portátil normal. Según lo bien que funciona el algoritmo actualmente, los investigadores creen que podrían acelerarlo para que sea casi instantáneo una vez que se complete el escaneo.
En lo 'salvaje'
El equipo continúa trabajando en este sistema, por lo que puede manejar mejor la variabilidad del mundo real y completar el escaneo más rápidamente. Por ejemplo, la distancia al objeto y la cantidad de luz ambiental pueden dificultar su tecnologíapara ver las partículas de luz necesita resolver objetos fuera de la vista. Esta técnica también depende del análisis de partículas de luz dispersas que son ignoradas intencionalmente por los sistemas de guía actualmente en automóviles, conocidos como sistemas LIDAR.
"Creemos que el algoritmo de cómputo ya está listo para los sistemas LIDAR", dijo Matthew O'Toole, un investigador postdoctoral en el Laboratorio de Imagen Computacional de Stanford y coautor del artículo ". La pregunta clave es si el hardware actual deLos sistemas LIDAR admiten este tipo de imágenes ".
Antes de que este sistema esté listo para la carretera, también tendrá que funcionar mejor a la luz del día y con objetos en movimiento, como una pelota que rebota o un niño corriendo. Los investigadores probaron su técnica con éxito en el exterior, pero trabajaron solo con luz indirecta. Su tecnologíafuncionó particularmente bien al seleccionar objetos retrorreflectantes, como indumentaria de seguridad o señales de tránsito.Los investigadores dicen que si la tecnología se colocara hoy en un automóvil, ese automóvil podría detectar fácilmente cosas como señales de tráfico, chalecos de seguridad o marcadores de carretera, aunque podríalucha con una persona que usa ropa no reflectante.
"Este es un gran paso adelante para nuestro campo que con suerte nos beneficiará a todos", dijo Wetzstein. "En el futuro, queremos que sea aún más práctico en la 'naturaleza salvaje'".
Wetzstein también es profesor asistente, por cortesía, de informática y miembro de Stanford Bio-X y del Instituto de Neurociencias de Stanford.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Taylor Kubota. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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