ابتکار محققان: گوشی‌ها شاید به‌زودی با حسگر لایدار اشیا پشت دیوار را ببینند [تماشا کنید]

گوشی‌های هوشمند امروزی قابلیت‌هایی دارند که پیش‌ازاین فقط در تخیل می‌گنجید، اما مطمئناً پیشرفت در این نقطه متوقف نمی‌شود. در این میان، سنسور لایدار (LiDAR) که وظیفه تشخیص نور و فاصله‌سنجی را برعهده دارد، نقشی مهم در بهبود تجربه‌های واقعیت افزوده (AR) و دقت در عمق‌سنجی ایفا می‌کند. دانشمندان در تحقیق جدیدی نشان دادند که ظرفیت‌های این حسگر بسیار فراتر از آن چیزی است که تاکنون متصور بودیم، تا جایی‌که به‌زودی ممکن است گوشی‌های معمولی با این حسگر توانایی مشاهده اشیا پنهان در پشت موانع را پیدا کنند.

محققان دانشگاه MIT موفق به طراحی الگوریتم منحصربه‌فردی شده‌اند که پتانسیل حسگر لایدار را به شکلی چشم‌گیر ارتقا می‌دهد. پژوهش آنها نشان می‌دهد چگونه می‌توان با استفاده از تجهیزات گوشی‌های معمولی، پشت موانع را مشاهده کرد. تا پیش‌ازاین، تصویربرداری غیرمستقیم (NLOS) لایدار که اجازه مشاهده اشیا دور از دید را می‌دهد، فقط در محیط‌های آزمایشگاهی پیشرفته و با استفاده از دستگاه‌های بسیار گران‌قیمت و حجیم امکان‌پذیر بود. اما این نوآوری جدید، چنین قابلیتی را برای سنسورهای ارزان‌قیمت موجود فراهم کرده است.

مشاهده اشیا پنهان با گوشی‌های هوشمند با لایدار

سازوکار لایدار (LiDAR) برپایه ارسال پالس‌های نوری و محاسبه زمان بازگشت آن‌ها پس از برخورد با اشیا است تا بتواند نقشه‌ای سه‌بعدی از محیط تهیه کند. بااین‌حال، این روش معمولاً محدود به اشیایی است که در خط دید مستقیم حسگر قرار دارند. محققان MIT برای عبور از این بن‌بست، استراتژی پردازش داده‌ها را تغییر دادند. آن‌ها به‌جای نادیده‌گرفتن سیگنال‌های نوری بسیار ضعیف و پراکنده‌ای که پس از برخورد با دیوارها یا کف زمین بازتاب می‌شوند، الگوریتمی طراحی کردند که این بازتاب‌های ناچیز را در چندین فریم و درحین حرکت دستگاه یا جسم، ثبت و جمع‌آوری می‌کند. درنهایت، با ادغام این داده‌های پراکنده از زوایای مختلف، شکل کلی و نحوه حرکت جسم پنهان استخراج می‌شود.

در مراحل آزمایش این فناوری، محققان از یک سنسور لایدار معمولی با قیمت کمتر از صد دلار استفاده کردند. آن‌ها اشیایی مثل مانکن‌های متحرک و حروف مقوایی را پشت دیوارهای حائل و خارج از دید مستقیم سنسور قرار دادند. با تاباندن نور سنسور به سطوح مجاور مانند کف زمین، الگوریتم توانست حرکت مانکن را به صورت زنده ردیابی کند و مدل‌های سه‌بعدی اولیه‌ای از اشیا مخفی ارائه دهد.

طبق گفته پژوهشگران، این رویکرد گامی بزرگ به سوی همگانی کردن فناوری‌های پیچیده است و به هر کاربر اجازه می‌دهد بدون نیاز به تجهیزات جانبی یا تنظیمات دشوار، از اشیا پنهان تصویربرداری کند. اگرچه فعلاً این سیستم با مدل‌های هندسی شناخته‌شده بهترین عملکرد را دارد، اما هدف بعدی دانشمندان، شناسایی اشیا با اشکال نامشخص و متغیر است. موفقیت در این حوزه می‌تواند انقلابی در رباتیک، گجت‌های پوشیدنی و کاربردهای روزمره فناوری‌های دید پیشرفته ایجاد کند.

یافته‌های این پژوهش در نیچر منتشر شده است.