باحثون إسبان يبتكرون مستشعرًا عصبيًا يرى العمق بعدسة واحدة

طور المركز التكنولوجي الإسباني IKERLAN نموذجًا أوليًا لنظام رؤية آلية عصبية الشكل يُسمى BEGI، يمكنه تحديد العمق المكاني وتتبع الحركة في الوقت نفسه باستخدام عدسة واحدة ومستشعر واحد فقط. يحاكي الجهاز العين المركبة للحشرات وهو مخصص لما يُسمى بالذكاء الاصطناعي الفيزيائي، بما في ذلك الروبوتات والطائرات بدون طيار وغيرها من الآلات المستقلة التي تحتاج إلى إدراك سريع للعالم المحيط والتفاعل معه. على عكس أنظمة الليدار وكاميرات العمق، يعمل النظام بشكل سلبي، أي أنه لا يصدر نبضات ليزر أو أشعة تحت الحمراء. يعتمد النموذج الأولي على مستشعر رؤية ديناميكي، وهو Sony-Prophesee IMX636، توضع فوقه مصفوفة من العدسات الدقيقة. ينقل كل بكسل من هذا المستشعر البيانات ليس على فترات منتظمة ولكن فقط عندما يكتشف تغييرًا في السطوع، مما يشكل دفقًا من الأحداث الفردية. تسمح العدسات الدقيقة بتحديد اتجاه الضوء الساقط، وتقوم خوارزمية إعادة البناء المجسم المباشر بحساب أشكال الأجسام والعمق والتدفق البصري دون كاميرا ثانية. تبلغ دقة IMX636 1280 × 720 بكسل، وزمن استجابة أقل من 100 ميكروثانية عند إضاءة 1000 لوكس، ونطاق ديناميكي يتجاوز 120 ديسيبل، واستهلاك أقصى للطاقة يبلغ حوالي 205 ميجاواط. يتمثل القيد الرئيسي للعينة الحالية في دقتها: لتحديد العمق، يجب تسجيل نفس النقطة بواسطة عدة بكسلات بزوايا مختلفة. لذلك، فإن نطاق النسخة العملية من BEGI حاليًا أقل من متر واحد، ومجال رؤيتها يتراوح تقريبًا بين 20 و40 درجة. هذا يحد من تطبيق منصة المستشعر في المهام قصيرة المدى، بما في ذلك المناورات على الخطوط الصناعية، ومراقبة الآليات المتحركة، ومرحلة الالتحام النهائية للمركبات الفضائية، حيث يجب على المستشعر اكتشاف الإزاحات الصغيرة بشكل شبه فوري في ظل قيود صارمة على الطاقة وتبديد الحرارة. حاليًا، يتم تنفيذ الجزء الحسابي من BEGI على مصفوفة FPGA قابلة للبرمجة وينتج إطارات أحداث مُصفاة، وخرائط ديناميكية، وخرائط تدفق بصري، وخرائط عمق. الخطوة التالية هي تطوير شريحة ASIC متخصصة ومستشعر كبير الحجم بعدد أكبر بكثير من البكسلات. وفقًا لتقديرات المطورين، يمكن لمثل هذه النسخة زيادة نطاق الاستشعار إلى حوالي 16 مترًا وتوسيع مجال الرؤية إلى 120 درجة، مع الحفاظ على استجابة بمستوى الميكروثانية وتصميم أحادي العدسة. سيسمح هذا باستخدام التكنولوجيا على نطاق واسع في الروبوتات المتنقلة وأنظمة الملاحة والطائرات بدون طيار والمركبات ذاتية القيادة. ولكن هل سيحدث ذلك؟ يأمل المطورون أن يتمكنوا من اجتياز هذا المسار.