Roboti vidí skrz zdi
Na University of California vytvořily roboty, kteří jsou schopni prohlédnout skrze pevné stěny pomocí signálu wi-fi. Mají schopnost identifikovat postavení a strukturu neviditelných objektů v rámci snímaného struktury, a kategorizovat jejich složení jako kov, dřevo nebo maso. Podle výzkumníků to skýtá nový potenciál pro aplikace v oblastech, jako jsou pátrací a záchranné akce, dohled, detekce, archeologie, apod.
Roboti pracující ve dvojicích procházejí po obvodu objektu nebo struktury a střídavě vysílají a přijímají mezi sebou rádiové signály wi-fi přes objekt snímané předlohy. Využití rozdílu v síle odeslaných a přijatých wi-fi signálů ukazuje na přítomnost skrytých objektů. Systém používá model šíření vln s cílovým rozlišením asi 2 cm. Měřením přijaté intenzity pole těchto bezdrátových přenosů jsou roboti schopni vyrábět přesné mapy struktury podrobně zaznamenávající, kde jsou situovány pevné předměty a prostory.
Chytré řešení se obejde i bez radaru
I když nejde o první roboty, o nichž bylo řečeno, že „dokážou vidět skrz beton” - jako to demonstroval např. už před několika lety dohledový robot Cougar20-H (který dokáže detekovat i dýchání), nebo jiné systémy, které využívají řadu senzorů v GHz pásmu pro vysoce výkonná rádio senzorová pole, jež v podstatě vytvářejí komplexní radarové systémy. Podobně je schopen detekovat pohyb za zdí systém využívající pevné wi-fi sítě, vytvořený na MIT pomocí wi-fi vysílače a přijímače, ale jeho rozlišení bylo příliš nízké, aby dokázalo více než detekovat pohyb, natož třídit a identifikovat objekty.
Roboti z UCSB (University of California Santa Barbara) nicméně úspěšně spoléhají pouze na interpretace wi-fi rádiových přenosů, které - i když mají stále nižší sílu a mnohem nižší dynamický rozsah než pole se silnějším napájením - dokazují, že klíčem k jejich schopnosti „rentgenového vidění" je důsledné zpracování signálu a výpočty po jeho zachycení. To se podařilo realizovat výzkumnému týmu tím, že využil analýzu vln, celkové rozdíly a filtry prostorové domény a precizní výpočty v přijímacím zařízení a při počítačovém zpracování s použitím algoritmu SLAM v průběžném (on-the-fly) propočtu mapování.
Pro mapování souřadnic prostoru a objektů, které se v něm případně nacházejí, odhaduje každý robot svou vlastní pozici a postavení druhého robota na základě rychlosti a ujeté vzdálenost pomocí gyroskopu a kodéru kola pro polohování. I když se může zdát obtížné provádět takto přesné měření, roboti potvrzují, že se pohybují ve vzájemné shodě, paralelně kolem vnější plochy způsobem podobným tomu, jaký je používán v lékařských zobrazovacích systémech, kde pohybující se vysílač je sledován následně přijímačem. Což v souladu s parabolickou anténou umístěnou na každém z robotů, je dostatečně přesné, aby umožnilo vytvořit celkový obraz s přijatelným rozlišením.
Na pomoc záchranářům, archeologům i hlídačům
S ohledem na možnosti využití této technologie, vidí tým UCSB její potenciál hlavně pro pátrací a záchranné akce v terénu, kdy by roboti se zapnutými wi-fi systémy mohli např. pomáhat při prohledávání trosek v důsledku zemětřesení a hledat přeživší. Podobně výzkumníci také naznačili možnost začlenění těchto metod do klasifikace a detekce objektů za zdmi, aniž by bylo nutné odstranit nebo poškodit jakékoli vnitřní struktury, což by bylo velmi užitečné např. pro archeologická naleziště, kde se neinvazivní mapování oblasti jako předchozí přípravná fáze následných výkopových prací může ukázat jako neocenitelná.
Podle vědců však tyto techniky skenování pomocí wi-fi mohou být efektivně použity i bez robotů, začleněním párů statických vysílačů/přijímačů při budování systémů detekce hledajících vetřelce, kteří číhají za zdmi nebo mimo dosah konvenčních pasivních infračervených detektorů nebo dalších dozorových čidel. Táto technologie má rovněž potenciál být použita v kapesních zařízeních, které by mohly být použity k provedení předběžného skenování těla pro sledování zdravotního stavu. Tým plánuje zkoumat další možnosti aplikací pro zmíněnou zobrazovací technologii, stejně jako potenciál pro začlenění laserového navádění pro zvýšení prostorové přesnosti a zlepšení rozlišení pořízených obrazových map.
/zdroj: UCSB/
614
