RFID-метки помогли «слепым» роботам точно определить положение объекта

Разработчики из Массачусетского технологического института представили систему локализации объектов в пространстве TurboTrack. Вместо распознавания изображений такая система основывается на получении сигналов с RFID-меток, расположенных на объектах, и может использоваться в роботизированных манипуляторах, которые определяют местоположение объекта за 7,5 миллисекунды со средней ошибкой в несколько миллиметров. Статья с описанием работы системы доступна на сайте MIT.

Чаще всего роботы с манипуляторами, способные находить и использовать различные объекты, распознают их с помощью компьютерного зрения — алгоритмов обработки изображений, которые умеют выделять предметы на общем фоне и узнавать их, например, с помощью сверточной нейросети. Несмотря на свою эффективность, у такой системы есть один очень важный недостаток: для его работы роботу необходимо зрение, то есть камера, которая может получать изображение для дальнейшей обработки. Для больших роботов (например, гуманоидных) это не проблема, но есть и небольшие машины, состоящие только из манипулятора, присоединять к которым систему компьютерного зрения может быть очень затратно. Более того, роботы, опирающиеся на системы компьютерного зрения, могут быть ограничены видимым полем.

Решить эту проблему решили разработчики под руководством Чжихуна Ло (Zhihong Luo). Для определения местоположения объектов они решили использовать RFID-метки, которые используются в системе радиочастотной идентификации и позволяют определять местоположение объекта с помощью считывания с них радиосигналов принимающим устройством. 

Архитектура TurboTrack, опирающаяся на обратное рассеивание, устроена достаточно просто: в нее входит система для приема радиосигнала и специальная антенна-помощник. Такой помощник генерирует радиосигналы, которые отражаются от поверхностей объектов в пространстве и посылаются к приемнику. На интересующих предметах поставлены RFID-метки: отражение сигнала от них позволяет системе с точностью определять его местоположение в пространстве по трем координатам. 

RFID-система, таким образом, позволяет обнаруживать объекты «вслепую», а также очень быстро: передача, отражение и прием радиосигнала, необходимые для определения местоположения объекта, занимают всего 7,5 миллисекунды. Также система может эффективно определять местоположение движущихся объектов: это исследователи проверили, расположив метку на роботе-пылесосе. 

Наконец, систему TurboTrack подключили к двум роботизированным манипуляторам, которые научились находить и поднимать объекты с метками. Исследователи показали, что такая система определения местоположения может быть использована для решения разных задач: поднятия объектов, упаковки и передачи от одного робота к другому. 

Два года назад в MIT уже показывали подобную технологию: тогда им удалось поместить приемник сигналов на дрон и ускорить процесс распознавания RFID-меток (например, на складах или в магазинах).

Елизавета Ивтушок