Инженеры Пенсильванского университета разработали систему HoloRadar, которая позволяет роботам выявлять объекты, скрытые за углами и препятствиями. Технология основана на анализе отражённых радиоволн с применением искусственного интеллекта. По замыслу создателей, система может повысить безопасность беспилотных автомобилей и промышленных роботов, работающих в условиях ограниченной видимости.
В отличие от предыдущих решений, опирающихся на камеры и лидары, HoloRadar функционирует независимо от освещённости — в полной темноте, при ярком солнце или переменном свете. Система воссоздаёт трёхмерное изображение скрытых объектов (например, пешеходов за углом здания) за счёт обработки радиосигналов, отражённых от окружающих поверхностей. Возможность «видеть» вне прямой видимости критична для принятия решений в реальном времени, особенно в городской среде.
Принцип работы: длинные радиоволны как преимущество
Главная особенность HoloRadar — использование радиоволн с большой длиной волны. Традиционно это считалось недостатком, снижающим пространственное разрешение. Однако в контексте огибания препятствий длинные волны становятся преимуществом: они крупнее микронеровностей стен, полов и потолков, поэтому эти поверхности действуют как предсказуемые зеркала. Радиоволны огибают углы, отражаются от объектов и возвращаются к датчику. Система улавливает эти многократные отражения и на их основе восстанавливает скрытую сцену.
Обработку сигнала ведёт гибридная система ИИ, сочетающая машинное обучение и физическое моделирование. Сначала нейросеть повышает разрешение радиосигнала и выделяет множественные отражения. Затем физическая модель «обращает» эти отражения вспять, устраняя зеркальные искажения среды и восстанавливая точное местоположение объектов. Аспирант Цзытун Лан сравнивает этот процесс с ориентацией в комнате, полной зеркал: система учится распутывать хаотичные отражения и определять реальное расположение людей и предметов.
Испытания и планы развития
Тестирование HoloRadar проводилось на мобильном роботе в реальных помещениях — коридорах и углах зданий. Система успешно распознавала стены, проходы и пешеходов, находящихся вне поля зрения сенсоров. В ближайших планах исследователей — испытания на открытых пространствах: перекрёстках, городских улицах, где динамичная обстановка и большие расстояния создают дополнительные сложности для обработки сигнала.
Разработка может найти применение в автономном транспорте, складской логистике и системах безопасности, где критична способность предвидеть появление объектов за пределами прямой видимости.