Geavanceerd Visiesysteem Doorbraak Door Wolken & Mist, Onthult Verborgen 3D Scènes

Met hardware vergelijkbaar met wat autonome auto's in staat stelt om de wereld om hen heen te "zien", hebben onderzoekers een systeem ontwikkeld dat door wolken en mist kan zien. Ze verbeterden het systeem met een algoritme dat driedimensionale verborgen scènes kan reconstrueren op basis van de beweging van individuele lichtdeeltjes, of fotonen. In tests herconstrueerde het systeem succesvol vormen verborgen door 2,5 cm dik schuim. Voor het menselijk oog is het alsof je door muren kijkt.

Deze techniek complementeert andere visiesystemen die door barrières op microscopische schaal kunnen zien — voor toepassingen in de geneeskunde — omdat het meer gericht is op grootschalige situaties zoals het navigeren van zelfrijdende auto's in mist of zware regen en satellietbeelden van het oppervlak van de aarde en andere planeten door nevelige atmosferen.

Om door omgevingen te kijken die licht verstrooien, koppelt het systeem een laser met een super-gevoelige fotondetector die elk beetje laserlicht dat het raakt registreert. Terwijl de laser een obstructie scant als een muur van schuim, zal een'occasionele foton er doorheen sluipen, de objecten achter het schuim raken, en weer door het schuim heen naar de detector. De algoritme-ondersteunde software gebruikt dan die paar fotonen — en informatie over waar en wanneer ze de detector raakten — om de verborgen objecten in 3D te reconstrueren.

Dit is niet het eerste systeem met de capaciteit om verborgen objecten door verstrooiende omgevingen te onthullen, maar het omzeilt beperkingen geassocieerd met andere technieken; bijvoorbeeld, sommige vereisen kennis over hoe ver het object van belang weg is. Het is ook gebruikelijk dat deze systemen alleen informatie gebruiken van ballistische fotonen, welke fotonen zijn die naar en van het verborgen object door het verstrooiingsveld reizen zonder daadwerkelijk te verstrooien onderweg.

Om hun algoritme geschikt te maken voor de complexiteiten van verstrooiing, moesten de onderzoekers hun hardware en software nauw co-ontwerpen, hoewel de hardwarecomponenten die ze gebruikten slechts lichtjes geavanceerder zijn dan wat momenteel in autonome auto's gevonden wordt. Afhankelijk van de helderheid van de verborgen objecten, duurde scannen in hun tests van één minuut tot één uur, maar het algoritme reconstruereerde de verborgen scène in real-time en kon op een laptop draaien.

Ergens in de toekomst kan een nakomeling van dit systeem door de ruimte naar andere planeten en manen gestuurd worden om door ijswolken te kijken naar diepere lagen en oppervlakken. Op de kortere termijn willen de onderzoekers experimenteren met verschillende verstrooiende omgevingen om andere omstandigheden te simuleren waar deze technologie nuttig kan zijn.