Международный коллектив исследователей создал нейроморфный чип, который позволяет беспилотным автомобилям обнаруживать движущиеся объекты в четыре раза быстрее существующих систем компьютерного зрения. Устройство работает по принципу человеческих рефлексов: вместо покадрового анализа всего изображения оно выделяет только изменяющиеся элементы сцены и передает их на обработку.
В основе технологии лежит двумерный массив синаптических транзисторов. Чип фиксирует изменения в кадре за 100 микросекунд, автоматически отфильтровывает статичный фон и передает в систему управления только информацию о движущихся объектах. Это более чем в 10 раз превышает скорость традиционных алгоритмов обработки видеопотока.
Разработчики отмечают, что устройство сохраняет работоспособность более 8 тысяч циклов и способно удерживать информацию о движении до 10 тысяч секунд. Лабораторные испытания подтвердили превосходство системы над человеческими рефлексами в идеальных условиях.
Результаты испытаний на дорогах и в промышленности
Дорожные тесты показали рост эффективности обнаружения опасных ситуаций на 213,5%. При использовании чипа в роботизированных манипуляторах точность захвата объектов увеличилась на 740,9%. В системах управления дронами время реакции сократилось минимум на треть.
Современные беспилотники на скорости 80 км/ч реагируют на препятствие в среднем за 0,5 секунды, проезжая за это время около 13 метров. Человеческий мозг тратит на реакцию 0,15 секунды. Задержка компьютерных систем связана с необходимостью покадровой обработки изображения, распознавания объектов и оценки уровня угрозы.
Новая разработка обеспечивает выигрыш во времени реакции около 0,2 секунды на скорости 80 км/ч, что уменьшает тормозной путь на 4,4 метра. Соавтор исследования Гао Шуо из Бэйханского университета подчеркнул, что в реальных дорожно-транспортных происшествиях эти метры часто становятся решающими для предотвращения столкновения.
По словам разработчиков, технология позволяет существующим системам компьютерного зрения работать в четыре раза быстрее без изменения привычной архитектуры камер и сенсоров. Конечная цель проекта — оснащение беспилотного транспорта аппаратными «рефлексами», которые обеспечат реакцию на внезапные изменения дорожной обстановки быстрее человека.