This post is also available in:
English (אנגלית)
מערכת ניווט חדשה שפותחה באוניברסיטת מישיגן מאפשרת לרובוטים ולרחפנים לפעול ביעילות גם בסביבות בהן טכנולוגיות ראייה מסורתיות כושלות. המערכת, המבוססת על עקרון האקולוקציה – בדומה לשיטות הניווט של עטלפים ודולפינים – משתמשת בצלילים במקום במצלמות, GPS או לייזרים, ומאפשרת תנועה בחשיכה מוחלטת, עשן או אבק.
הפרויקט, במימון משרד המחקר של צבא ארה״ב ומרכז מערכות הרכב הקרקעיות, מתמקד בשימוש בפולסים על-קוליים. המערכת משדרת צלילים בתדר גבוה ומודדת את ההדים החוזרים ליצירת מפת סביבה תלת-ממדית. בניגוד לטכנולוגיות מבוססות ראייה שתלויות באור או בקו ראייה ברור, שיטה זו פועלת בתנאים קשים של ראות – מה שהופך אותה מתאימה במיוחד למצבי חירום, חילוץ, ושימושים צבאיים.
בלב המערכת נמצאת קבוצה של רשתות נוירונים קונבולוציוניות (CNNs) ייעודיות, שכל אחת מהן אומנה לזהות הד חוזר מצורות גיאומטריות מסוימות. המערכת מסוגלת ללמוד לזהות צורות חדשות מבלי לאמן את כל המערכת מחדש – מה שחוסך זמן ומשאבים.
על פי Interesting Engineering, במקום להסתמך על ניסויים פיזיים, החוקרים אימנו את המערכת על בסיס נתונים סינתטיים וסימולציות תלת-ממדיות שכללו עיוותים קוליים המדמים תנאי אקוסטיקה מציאותיים. כך למדה המערכת כיצד משתנים ההדים בהתאם לחומר, לצורה, לזווית ולאקלים הרעש הסביבתי.
רשתות הנוירוניות תוכננו להבחין בין תבניות הד דקות ומורכבות. לצורך כך, החוקרים כללו בכוונה עצמים דומים מאוד זה לזה – הן מבחינת צורה והן מבחינה אקוסטית – על מנת לאתגר את המודל. למרות הקושי, המערכת הצליחה לזהות במדויק צורות גיאומטריות שונות על סמך נתוני אולטראסאונד.
הודות לכך שהמערכת מבוססת כולה על קול, היא עוקפת את המגבלות של חיישנים אופטיים ויעילה גם כאשר טכנולוגיות מבוססות אור אינן שמישות. לדברי החוקרים, הפיתוח מקרב את יכולות התפיסה של מכונות לאלו של מערכות ביולוגיות, ופותח פתח ליישומים רחבים יותר, כולל הדמיה רפואית, בדיקות תעשייתיות, ורכבים אוטונומיים.
המחקר המלא פורסם בכתב העת Journal of Sound and Vibration.
