Një kamerë që mund të shohi përrreth qosheve

Për të punuar në mënyrë të sigurt, makinat që ecin vetë duhet të shmangin pengesat, përfshirë ato që janë përtej shikimit. Që kjo të ndodhi, ne na duhet një teknologji që sheh më mirë se njerëzit, thotë inxhinieri elektrik David Lindell. Shtrëngohuni fort për një demonstrim të shpejtë dhe novator teksa Lindell shpjegon potencialin domethënës të kamerave me shpejtësi të lartë që mund të zbulojnë objekte të fshehura perreth qosheve.

Në të ardhmen,

makinat që ecin vetë do jenë
më të sigurta se njerëzit.

Por që kjo të ndodhi,

na duhen teknologji
që makinat të reagojnë

më shpejt se njerëzit,

na duhen algoritme që
makinat të ecin më mirë vetë,

dhe na duhen kamera që mund
të shohin më tepër se syri i njeriut.

Për shembull, mendoni një makinë
të tillë që do marri një kthesë qorre,

dhe një makinë po vjen aty,

apo mbase një fëmijë
do kalojë rrugën me vrap.

Fatmirësisht, makina e së ardhmes
do e ketë këtë superfuqi,

një kamerë që sheh përreth kthesave
që të dallojë rreziqet e mundshme.

Vitet e fundit si një
student doktorature

në Laboratorin e Imazherisë
Kompjuterike në Stanford,

kam punuar për një kamerë
që mund të bëjë pikërisht këtë -

një kamerë që mund të pasqyrojë
objektet e fshehura në kthesa

apo të bllokuara nga vija e shikimit.

Më lini t'ju jap një shembull se
çfarë mund të shohi kamera jonë.

Ky është një eksperiment
që zhvilluam në terren

ku sistemi ynë i kamerës po skanon
faqen e ndërtesës me lazer,

dhe skena që duam të kapim

është e fshehur pas perdes.

Kështu që mund të themi se kamera
nuk e sheh dot drejtpërdrejt.

Por, në një farë mënyre,

kamera mund të pasqyrojë
gjeometrinë 3D të kësaj skene.

Si arrijmë ta bëjmë këtë gjë?

Magjia ndodh këtu
në sistemin e kamerës.

Mund ta mendoni këtë si një
kamerë e shpejtësisë së lartë.

Por jo një që operon me
1,000 imazhe në sekondë,

dhe as një milion
imazhe në sekondë,

por një bilion imazhe në sekondë.

Aq e shpejtë sa mund të
kapi vetë lëvizjen e dritës.

Dhe për t'ju dhënë një shembull
se sa shpejt ecën drita,

le ta krahasojmë me një superhero
të shkathët librash komik

i cili lëviz me tre-fishin
e shpejtësisë së zërit.

Një impulsi drite i duhen
3.3 të miliardat e një sekonde,

apo 3.3 nanosekonda,

që të kryejë distancën e një metri.

Epo, në atë kohë,

superheroi ynë ka lëvizur
më pak se gjerësia e një qime floku.

Kjo është vërtet e shpejtë.

Por, në fakt, na duhet
të kapim imazhe më shpejt

nëse duam ta kapim lëvizjen
e dritës nën një centimetër.

Kështu që sistemi ynë
i kamerës kap fotone

në kornizën kohore të
50 të biliontat e sekondës,

apo 50 pikosekonda.

Ndaj e marrim këtë
kamerën ultra të shpejtë

dhe e bashkojmë me një lazer që
dërgon impulse të shkurtra drite.

Çdo impuls udhëton te ky muri i dukshëm

dhe pak dritë shpërndahet
mbrapsht te kamera,

por murin e përdorim dhe për
të shpërndarë dritën përreth qoshes

te objekti i fshehur dhe mbrapsht.

Këtë matje e përsërisim shumë herë

që të llogarisim kohën e
mbërritjes të shumë fotoneve

nga vendndodhje të ndryshme në mur.

Dhe pasi bëjmë matjet,
ne mund të krijojmë

një video me një bilion
imazhe në sekondë të murit.

Ndërkohë që ky mur duket
i zakonshëm për syrin tonë,

me një bilion imazhe në sekondë,
ne mund të shohim diçka fantastike.

Ne mund të shohim valët e dritës që
shpërndahen nga pamja e fshehur

dhe përplasen me murin.

Dhe secila valë mbart informacion

rreth objektit të fshehur që e dërgoi.

Ndaj mund t'i marrim këto matje

dhe t'ia kalojmë
një algoritmi rindërtues

që më pas të ndërtojmë
gjeometrinë 3D të pamjes së fshehur.

Tani dua t'ju tregoj dhe një rast tjetër
të një pamjeje të brendshme që kapëm,

kësaj radhe me shumë lloje të
ndryshme objektesh të fshehura.

Këto objekte kanë pamje të ndryshme,

ndaj e reflektojnë dritën ndryshe.

Për shembull, kjo statuja me shkëlqim
e dragoit e reflekton dritën ndryshe

nga topi i diskos me pasqyra

apo nga statuja e hedhësit të diskut.

Dhe mund t'i shohim
ndryshimet e dritës së reflektuar

duke e përfytyruar si ky vëllimi 3D,

ku thjesht kemi marrë imazhe të videos
dhe i kemi bashkuar bashkë.

Dhe koha këtu paraqitet si
dimensioni i thellësisë së kubit.

Këto njollat e shndritshme
janë reflektimet e dritës

nga secila faqe e topit të diskos

duke u shpërndarë në mur
përgjatë kohës.

Vijat e ndritshme të dritës,
të cilat arrijnë më shpejt,

janë nga statuja me shkëlqim
e dragoit që është më afër murit,

dhe vijat e tjera të dritës vijnë nga
reflektimi i dritës me raftin e librave

dhe nga statuja.

Gjithashtu, ne mund t'i përfytyrojmë
këto matje imazh pas imazhi,

si një video,

për të parë dritën që shpërndahet.

Dhe, sërish, këtu shohim si fillim
reflektimin e dritës nga dragoi,

që është më afër murit,

ndjekur nga njollat e
shndritshme nga topi i diskos,

dhe reflektimet e tjera
nga rafti i librave.

Dhe, në fund, shohim të reflektuar
valët e dritës nga statuja.

Këto valë drite që ndriçojnë murin

janë si fishekzjarre që zgjasin
një të biliontin e sekondës.

Edhe pse këto objekte e
reflektojnë dritën ndryshe,

ne mund ta ndërtojmë formën e tyre.

Dhe kjo është pamja që
mund të shohim nga pas kthesës.

Tani dua t'ju tregoj dhe një
shembull tjetër pak më ndryshe.

Në këtë video mund të më shihni
mua të veshur me një kostum reflektues

dhe sistemin tonë të kamerës që
skanon murin katër herë në sekondë.

Kostumi është reflektues,

në mënyrë që të kapim
mjaftueshëm fotone

për të parë se ku
unë jam dhe çfarë po bëj,

pa e drejtuar kamerën nga unë.

Duke kapur fotonet që
shpërndahen nga muri në kostum,

sërish në mur dhe më pas te kamera,

ne mund të regjistrojmë këtë
video të tërthortë në kohë reale.

Dhe mendojmë se kjo lloj imazherie
praktike jo në vijën e shikimit

mund të jetë e dobishme për
zbatime si makinat që ecin vetë,

por edhe për imazheri biomjekësore,

ku na duhet të shohim
strukturat e imëta të trupit.

Dhe mbase mund të vendosim
kamera të tilla në robotët

që dërgojmë të eksplorojnë
planetet e tjera.

Mbase keni dëgjuar për shikimin
përreth qosheve më parë,

por kjo që ju tregova sot
do ishte e pamundur

para dy vitesh.

Për shembull, ne sot mund të pasqyrojmë
skena të mëdhaja në ambiente të jashtme

dhe në kohë reale,

dhe kemi bërë përmirësime domethënëse
për ta bërë këtë teknologji praktike

që të arrijmë ta shohim
te një makinë një ditë.

Por, sigurisht, ka ende sfida.

Për shembull, a mund të pasqyrojmë
skena të fshehura në distanca të largëta

ku grumbullojmë shumë pak fotone,

me lazerë që kërkojnë pak fuqi
dhe janë të sigurta për syrin tonë?

Apo, a mund të pasqyrojmë
imazhe nga fotonet

që janë shpërndarë shumë herë

dhe jo vetëm një kërcim
përreth qoshes?

A mund ta marrim prototipin tonë,
që, në fakt, është i madh dhe i rëndë,

dhe ta zvogëlojmë
aq sa të jetë i dobishëm

për imazheri biomjekësore

apo mbase një lloj
sistemi i përmirësuar sigurie?

A mund ta përdorim këtë mënyrë të re
imazherie edhe për zbatime të tjera?

Është një teknologji e re emocionuese

dhe mund të dalin plot gjëra
të reja që nuk i kemi menduar

për t'i përdorur.

Epo, një e ardhme
me makina që ecin vetë

mund të na duket e largët,

por jemi duke zhvilluar teknologji që

mund t'i bëjnë makinat
më të sigurta e më të zgjuara.

Dhe me ritmin e shpejtë
të zbulimeve dhe risive shkencore,

kurrë nuk i dihet se çfarë
mundësish të reja dhe emocionuese

mund të jenë pas qoshes.

(Duartrokitje)