La prestigiosa Purdue University ha compiuto un notevole balzo in avanti nell’ambito della robotica, della visione artificiale e della percezione. Il loro approccio innovativo rappresenta un significativo progresso rispetto alle tecniche tradizionali, aprendo la strada a un futuro in cui le macchine potranno percepire l’ambiente circostante in modo più efficace e sicuro che mai.
Il Professor Zubin Jacob, associato al Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica Elmore, insieme al ricercatore Fanglin Bao, ha introdotto una metodologia rivoluzionaria chiamata HADAR, che sta per “rilevamento e misurazione assistita dal calore”. Quest’innovazione ha catturato l’attenzione per la sua originalità, generando un crescente entusiasmo attorno alle possibili applicazioni di HADAR in diversi settori.
In passato, la percezione delle macchine dipendeva da sensori attivi come il LiDAR, il radar e il sonar, che emettono segnali per raccogliere dati tridimensionali dell’ambiente circostante. Tuttavia, questi metodi presentano sfide, soprattutto quando vengono utilizzati su vasta scala. Possono essere influenzati da interferenze e, in alcuni casi, costituire una minaccia per la sicurezza umana. Le limitazioni delle videocamere in condizioni di scarsa illuminazione e l’effetto indesiderato nelle immagini termiche convenzionali hanno ulteriormente complicato la capacità di percezione delle macchine.
HADAR affronta con successo queste problematiche. “Gli oggetti e l’ambiente circostante emettono costantemente radiazioni termiche, generando immagini prive di dettagli noti come ‘effetto indesiderato'”, spiega Bao. Prosegue affermando: “Le immagini termiche del volto di una persona mostrano solo contorni e variazioni di temperatura; mancano dettagli, creando un effetto simile a quello di vedere un fantasma. Questa mancanza di informazioni, coerenza e dettagli rappresenta una sfida per le macchine che si basano su radiazioni termiche per la percezione”.
La soluzione di HADAR combina principi di fisica termica, imaging infrarosso e apprendimento automatico, permettendo una percezione completamente passiva da parte delle macchine, basata su una solida comprensione della fisica coinvolta. Jacob sottolinea il cambiamento di prospettiva introdotto da HADAR, dichiarando: “La nostra ricerca costruisce le fondamenta dell’informazione termica per dimostrare che l’oscurità trasporta la stessa quantità di informazioni della luce del giorno. L’evoluzione ha portato gli esseri umani a privilegiare la luce del giorno, ma la percezione futura delle macchine supererà questa vecchia dicotomia tra giorno e notte”.
L’efficacia di HADAR è stata dimostrata dal suo successo nel recuperare dettagli in scenari notturni e off-road. “La visione HADAR è stata in grado di recuperare dettagli e ha superato l’effetto indesiderato”, osserva Bao. È in grado di riconoscere con precisione modelli complessi, come le increspature dell’acqua e le rughe della corteccia, dimostrando le sue capacità sensoriali avanzate.
Tuttavia, prima che HADAR possa trovare applicazione pratica in campi come l’automazione dei veicoli o la robotica, devono essere affrontate alcune sfide. Bao spiega: “Il sensore attuale è ingombrante e pesante poiché gli algoritmi HADAR richiedono diverse bande di radiazione infrarossa invisibile. Per adattarlo a veicoli autonomi o robot, è necessario ridurne dimensioni e costo, rendendo anche le telecamere più veloci”. L’obiettivo è migliorare la frequenza di acquisizione delle immagini del sensore attuale, attualmente limitata a un’immagine al secondo, per soddisfare le esigenze dei veicoli autonomi.
Per quanto riguarda le applicazioni, sebbene la visione HADAR sia attualmente adattata a veicoli e robot automatizzati, il suo potenziale si estende molto oltre. Dall’agricoltura alla difesa, dall’assistenza sanitaria al monitoraggio della fauna selvatica, le possibilità sono vastissime.
In riconoscimento della loro ricerca innovativa, Jacob e Bao hanno ottenuto finanziamenti dalla DARPA e ricevuto un contributo di 50.000 dollari dal Trask Innovation Fund dell’Office of Technology Commercialization. I due ricercatori hanno presentato la loro innovazione all’Ufficio Purdue Innovates Office of Technology Commercialization, intraprendendo i primi passi per brevettare la loro creazione.
Questa rivoluzionaria ricerca condotta presso la Purdue University sta ridefinendo i confini della percezione delle macchine, aprendo la strada a un futuro più sicuro ed efficiente nell’ambito della robotica e non solo.