Przeszklone ściany oraz szyby już niestraszne robotom
Przeszklone ściany występujące, które działają jak przeszkody dla robotów nie będą już im przeszkadzać w swobodnym poruszaniu się.
Przezroczyste przeszkody, takie jak szklane ściany, to dla robotów autonomicznych jeden z trudniejszych testów. Dla ludzi to oczywiste dostrzegamy odbicia, kontury, smugi. Dla czujników LIDAR, które opierają się na pomiarze odbicia światła, szklana tafla wygląda nijak
Nowe badania zespołu z Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology (DGIST) pod kierownictwem prof. Kyungjoona Parka rzucają wyzwanie ograniczonej wizji maszyn. Ich rozwiązanie nie polega na kosztownej modernizacji sprzętu, ale na czymś znacznie bardziej pozornym, czyli inteligentnym oprogramowaniu, które pozwala tanim sensorom „zobaczyć” to, co wcześniej było niewidoczne.
Opracowany algorytm nosi nazwę PINMAP (Probabilistic Incremental Navigation-based Mapping) i bazuje na otwartych narzędziach ROS 2, takich jak Cartographer i Nav2. Zamiast dodawać nowe komponenty, PINMAP analizuje dane z tanich sensorów i na ich podstawie buduje prawdopodobieństwo istnienia przeszkody, nawet jeśli dane są szczątkowe lub niepewne.
W praktyce oznacza, że robot nie potrzebuje nowego sprzętu, by wykrywać szklane ściany. Wystarczy, że inaczej „pomyśli” o danych, które już ma. Efektem tego jest zwiększenie skuteczności wykrywania barier z niemal 0% do ponad 96% bez wymiany choćby jednego czujnika.
Choć PINMAP został przetestowany w warunkach laboratoryjnych, jego zastosowania są bardzo realne. Roboty poruszające się po lotniskach, galeriach handlowych, szpitalach czy magazynach muszą radzić sobie z przeszklonymi ściankami, witrynami czy przezroczystymi barierami. Do tej pory oznaczało to drogie inwestycje w wysokiej klasy LIDAR-y lub kamery 3D. Teraz wystarczy aktualizacja oprogramowania.
W artykule opublikowanym przez IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement podkreślono, że rozwiązanie DGIST może zmniejszyć koszty wdrożenia robotów nawet dziesięciokrotnie.
PINMAP wpisuje się w szerszy trend, w którym algorytmy stają się ważniejsze od fizycznych komponentów. Przykładem może być oprogramowanie firmy Waymo, które pozwala samochodom autonomicznym interpretować dane z czujników w kontekście, nie tylko „widzieć” obiekt, ale też go rozpoznawać i przewidywać jego zachowanie.
Podobnie działa technologia Visual-Inertial Odometry opracowana przez Apple, gdzie zwykła kamera i akcelerometr w iPhonie tworzą dokładny model przestrzeni 3D bez LIDAR-u. Przez lata zakładano, że tylko sprzęt zapewnia dokładność. Teraz to software pokazuje, jak bardzo można go „podkręcić”.
Technologia dostępna dla nielicznych nie zmienia świata. Dopiero gdy staje się tania, prosta i skalowalna, może zrewolucjonizować życie codzienne. Oprogramowanie takie jak PINMAP demokratyzuje dostęp do zaawansowanej automatyzacji. Umożliwia robotom sprzątającym, kelnerom-robotom czy mobilnym systemom w szpitalach poruszanie się sprawnie i bezpiecznie.
W dłuższej perspektywie oznacza to również mniejsze zużycie zasobów, bo nie trzeba produkować nowych, drogich komponentów, by uzyskać wysoką jakość działania. To lepsze nie tylko technologicznie, ale też ekologicznie.
Oprogramowanie PINMAP zmienia reguły gry. Pokazuje, że nie trzeba wymieniać czujnika wystarczy zmienić sposób myślenia. I to dosłownie. Czasem wystarczy spojrzeć na stare dane nowymi oczami. Nawet jeśli te oczy są zrobione z taniego plastiku i diod laserowych.
Szymon Ślubowski
