Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) представили систему, способную «заглядывать» сквозь упаковки и строить точные 3D-модели скрытых предметов. Эта разработка может полностью изменить работу промышленных роботов и систем контроля качества.

Как работает новая технология «сквозного зрения»

Система под названием mmNorm использует радиоволны миллиметрового диапазона (mmWave) — именно такие сигналы применяются в сетях Wi-Fi и 5G. Принцип простой: миллиметровые волны проходят сквозь такие материалы, как картон или пластик, отражаются от предметов внутри и возвращаются к антенне. По полученным отражениям формируется трёхмерная модель объекта, который находится вне поля зрения человека или камеры.

Что делает mmNorm особенной

Традиционные радиолокационные системы давно используют метод «обратной проекции»: антенна посылает сигнал и анализирует, откуда он вернулся. Этот подход отлично подходит для крупных объектов — например, для обнаружения самолётов, скрытых за облаками. Но вот для распознавания предметов сложной формы — вроде вилок, ножей или инструментов в ящике — старая схема плохо работает.

Команда MIT пошла другим путём. Разработчики научили систему учитывать так называемую нормаль к поверхности — вектор, перпендикулярный к каждой точке сканируемого объекта. Это позволяет mmNorm понимать не только положение объекта, но и точный угол, под которым отражаются радиоволны. Благодаря этому технология «видит» изгибы, кривизну и мелкие детали скрытых предметов.

Прототип уже работает

Для демонстрации технологии учёные подключили радар к роботизированной руке. Манипулятор сканирует закрытый объект с разных углов, а система анализирует силу и угол отражённых сигналов. Чтобы правильно «собрать» финальную 3D-модель, инженеры MIT объединили собственные алгоритмы с методами компьютерной графики.

Результаты впечатляют

При испытаниях на 60 повседневных предметах сложной формы — от керамических кружек с изогнутыми ручками до столовых приборов — система mmNorm показала точность воссоздания формы до 96 %. Для сравнения: предыдущие решения давали лишь около 78 % точности. Погрешность при сканировании новых объектов оказалась на 40 % ниже, чем у аналогов.

Важно и то, что технология не требует новых радиочастот — она работает на тех же частотах, что и Wi-Fi, что упрощает её внедрение в готовую инфраструктуру.