Viisi vuotta sitten mieheni ja vietimme kesän Skotlannissa. Kun emme työskennelleet, ajaisimme Ylämaan läpi retkeily- ja kiertoajeluilla. Muistan eniten sumua. Elokuvamaiset, ympäröivät valkoiset pilvet, jotka näennäisesti tulevat tyhjästä, tekevät lohkareista täynnä kukkuloista ja rajuista laaksoista kadonneet kokonaan. Voi, ja mainitsinko, että monet tiet olivat yksisuuntaisia? Jos olisimme vetäytyneet yli, olisimme voineet olla jumissa tuntikausia. Joten sen sijaan olisimme tuumaa pitkin, haukkuttaen tulevien ajovalojen keltaista hehkua sumun läpi.
Jos vain meillä olisi ollut MIT: n tutkijoiden kehittämä uusi kuvantamisjärjestelmä, joka on suunniteltu näkemään sumu ja varoittamaan kuljettajia esteistä.
"Haluamme nähdä sumun läpi kuin sumua ei olisi", sanoo tutkimusta vetänyt MIT Media Labin tohtorikoulutettava Guy Satat.
Järjestelmä käyttää ultranopeita mittauksia ja algoritmia sumujen laskemiseen laskennallisesti ja läheisyydessä olevien kohteiden syvyyskartan luomiseksi. Se käyttää SPAD-kameraa (yhden fotonin lumivyörydiodi), joka kuvaa laservalon pulsseja ja mittaa kuinka kauan heijastusten palaaminen kestää. Selkeissä olosuhteissa tätä aikamittausta voidaan käyttää objektin etäisyyden mittaamiseen. Mutta sumu aiheuttaa valon sirontaa, jolloin nämä mittaukset ovat epäluotettavia. Joten joukkue kehitti mallin mitata, miten sumupisarat vaikuttavat tarkalleen valon paluuaikaan. Sitten järjestelmä voi poistaa sironnan ja luoda selkeän kuvan siitä, mikä tosiasiallisesti on edessä.
Järjestelmän testaamiseksi joukkueen oli luotava vääriä sumuja. Tämä oli helpompaa sanoa, että tehty. He kokeilivat sellaista sumua, jonka voit vuokrata juhliin, mutta tulos oli "aivan liian voimakas" heidän tarkoituksiinsa, Satat sanoo. Lopulta he käyttivät vesisäiliötä, jonka sisällä oli kostutinmoottori, sumukammion luomiseksi. He asettavat pienet esineet, kuten lohkot ja kirjekortit, sisälle nähdäkseen kuinka pitkälle ja hyvin järjestelmä voi nähdä. Tulokset osoittivat, että järjestelmä toimi paljon paremmin kuin ihmisen näkö, olosuhteissa, jotka ovat paljon sumuisempia kuin autojen kohtaamat tiet.
Satat ja hänen kollegansa esittelevät järjestelmästään paperin toukokuussa pidettävässä kansainvälisessä laskennallisen valokuvauksen konferenssissa Carnegie Mellon -yliopistossa.
Satat sanoo, että on mahdollista, että järjestelmä toimii muissa olosuhteissa, kuten sateessa ja lumessa, mutta niitä ei ole vielä testattu. He pyrkivät tällä hetkellä parantamaan järjestelmän fotonitehokkuutta, mikä voisi antaa sen nähdä tiiviimmän sumun läpi kauempana. He toivovat, että järjestelmällä on yhtenä päivänä lukuisia reaalimaailman sovelluksia.
"Heti ilmeinen sovellus on itse ajavat autot yksinkertaisesti siksi, että tämä ala käyttää jo samanlaisia laitteita", Satat sanoo.
Useimmissa kuljettajattomissa autojärjestelmissä (tosin etenkin Teslassa ei käytetä) käytetään LIDAR-järjestelmiä (valonhavaitsemis- ja etäisyysmittarit), jotka kuvaavat infrapunavalon pulsseja ja mittaavat kuinka kauan palaaminen kestää. Tämä on samanlainen kuin MIT-ryhmän järjestelmän ensimmäinen osa, ilman ylimääräistä vaihetta vähentämällä sumufotoneja tapahtumapaikalta. LIDAR-järjestelmät ovat tällä hetkellä melko kalliita, mutta niiden odotetaan laskevan hinnan kehittyessään. Satat ja hänen tiiminsä toivovat saavansa ”takaapäin” LIDAR-kehitykseen yhtenä päivänä lisää sumun ominaisuutta autoihin.
Järjestelmä voisi tietysti olla hyödyllinen myös tavallisissa autoissa, koska ihmiset eivät myöskään näe sumusta. Satat kuvittelee “laajennettua ajo” -järjestelmää, joka voisi poistaa sumun näköstäsi.
"Näisit tien edessäsi kuin sumua ei olisi, " hän selittää, "tai autossa olisi varoitusviestejä siitä, että edessäsi on esine."
Järjestelmä pystyi ratkaisemaan esineiden kuvat ja mittaamaan niiden syvyyden 57 senttimetrin etäisyydellä. (Melanie Gonick / MIT) Järjestelmä voisi olla hyödyllinen myös lentokoneissa ja junissa, jotka ovat usein sumuisia. Sitä voidaan myös käyttää näkemään samea vesi.
Leedsin yliopiston kuljetustutkimuksen instituutin professori Oliver Carstenin mukaan hän voi kuvitella MIT-tekniikan laajentavan nykyisten automaattisten hätäjarrutusjärjestelmien (AEB) kykyä, jotka käyttävät antureita havaitsemaan edessä olevat esteet ja saavat auton jarruttamaan . Järjestelmä voisi tehdä AEB: stä tehokkaamman huonolla säällä.
Mutta, Carsten sanoo, ryhmän "on osoitettava sen luotettavuus monissa ympäristöolosuhteissa, ei vain laboratoriossa, mutta myös todellisessa maailmassa".
Satat ja hänen tiiminsä ovat osa Media Lab -kamerakulttuuriryhmää, jota johtaa laskennallisen valokuvauksen asiantuntija Ramesh Raskar. Ryhmä on työskennellyt samanlaisten kuvantamisongelmien parissa jo vuosia. Äskettäin he kehittivät lasereita ja kameroita käyttävän järjestelmän nähdäksesi nurkkien ympärillä olevia esineitä. He loivat myös järjestelmän, joka käyttää terahertsisäteilyä lukeakseen suljetun kirjan ensimmäiset yhdeksän sivua. Teknologialla on potentiaalia museoille ja antiikkikirjojen asiantuntijoille, joilla saattaa olla kirjoja tai muita asiakirjoja, jotka ovat liian herkkiä koskettaakseen.
