Hình ảnh phục dựng 3D (bên phải) của đồ vật đựng trong hộp kín (bên trái). Ảnh: MIT
New Atlas hôm 4/7 đưa tin, các nhà nghiên cứu ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phát triển công nghệ sử dụng sóng điện từ tần số cao (mmWave) để hiển thị vật thể bị che khuất như công cụ nằm trong đống đồ lộn xộn hoặc bình hoa trong hộp carton với độ chính xác cao hơn. Kỹ thuật chụp ảnh này có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm trang bị cho robot ở nhà kho khả năng quan sát như tia X để nhận dạng sản phẩm hỏng hóc trên băng chuyền trước khi vận chuyển.
mmWave là tín hiệu sóng milimet, sóng điện từ có tần số từ 30 đến 300 GHz. Đây cũng chính là loại tín hiệu được sử dụng để truyền Wi-Fi nhưng với tần số cao hơn nhiều và có bước sóng rất ngắn, cho phép chụp ảnh độ phân giải cao và chính xác. Những sóng này có thể xuyên qua vật cản thông thường như hộp nhựa hoặc tường nội thất, và phản xạ từ vật thể để hiển thị hình dạng của chúng.
Tuy nhiên, công nghệ chụp ảnh mmWave hiện nay tạo ra ảnh phục dựng 3D thô sơ của vật thể bị khuất, không hữu ích đối với xác định vật thể nhỏ bên trong hộp hoặc thùng chứa như dụng cụ hoặc đồ dùng. Nhóm nghiên cứu MIT cho rằng họ có thể làm tốt hơn với hệ thống mang tên mmNorm, dựa vào tính chất phản xạ để đạt độ chính xác cao hơn thông qua xác định độ cong bề mặt của vật thể bị khuất bằng tín hiệu mmWave.
Tín hiệu mmWave phản xạ từ hầu hết vật thể theo cách "giống chiếc gương", nghĩa là góc mà tín hiệu chạm tới bề mặt gần như bằng góc mà nó phản xạ ra xa. Do đó, radar chỉ thu được phản xạ mạnh từ các phần của bề mặt vật thể, nơi mà bề mặt bình thường chĩa thẳng về phía radar. mmNorm tận dụng mối quan hệ trực tiếp giữa tín hiệu phản xạ và hướng của bề mặt tại mọi điểm trong không gian 3D.
Đối với một điểm cụ thể trong không gian 3D, mmNorm xem xét tất cả vị trí radar khác nhau có thể nhìn thấy. Mỗi vị trí radar giúp hé lộ bề mặt bình thường dựa trên độ mạnh của phản xạ từ điểm đó. Tất cả tín hiệu được tổng hợp để tạo ra ước tính cuối cùng về bề mặt bình thường ở điểm đó, quá trình này được lặp lại cho mọi điểm trong không gian 3D để tái tạo vật thể chính xác hơn so với phương pháp trước đây.
Các nhà nghiên cứu tạo ra một nguyên mẫu mmNorm bằng cách gắn radar mmWave vào cánh tay robot và thử nghiệm khả năng phục dựng 3D của nó với hơn 60 vật thể hàng ngày như cốc, dụng cụ nhà bếp và công cụ điện. Công nghệ của nhóm tạo ra bản phục dựng với sai số thấp hơn khoảng 40% so với những hệ thống tương tự, đồng thời ước tính vị trí của vật thể bị khuất chính xác hơn, và hiệu quả với vật thể làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau.
Theo các nhà nghiên cứu, hệ thống này có nhiều ứng dụng rộng rãi như giúp robot ở nhà kho loại bỏ hàng hóa hư hỏng hoặc đóng gói sai trước khi chúng gửi cho khách hàng, cho phép robot trong nhà máy chọn lựa công cụ cụ thể từ đống lộn xộn để sử dụng cho một nhiệm vụ hoặc chuyển cho con người, dùng cho kính thực tế tăng cường nhằm hiển thị vật thể bị tường che khuất trong môi trường công nghiệp, giúp máy quét an ninh tại sân bay xác định chính xác hơn vật thể trong hành lý của hành khách.
Nhóm nghiên cứu ở MIT dự định phát triển công nghệ hơn nữa để cải thiện độ phân giải khi phục dựng 3D và hoạt động tốt hơn với vật thể ít phản xạ và vật cản dày hơn.
An Khang (Theo New Atlas, MIT News)
