Sistem Pelacakan Gerak 3D untuk Teknologi Otonom

Sistem pelacakan gerak 3D real-time menggabungkan detektor cahaya transparan dengan metode jaringan saraf canggih untuk menciptakan sistem yang suatu hari nanti dapat menggantikan LiDAR dan kamera dalam teknologi otonom. Sistem pencitraan memanfaatkan keunggulan fotodetektor graphene yang transparan, berskala nano, dan sangat sensitif.

Fotodetektor graphene di-tweak untuk menyerap hanya sekitar 10% dari cahaya yang mereka hadapi, membuatnya hampir transparan. Karena graphene sangat sensitif terhadap cahaya, ini cukup untuk menghasilkan gambar yang dapat direkonstruksi melalui pencitraan komputasi. Fotodetektor ditumpuk di belakang satu sama lain, menghasilkan sistem yang ringkas, dan setiap lapisan berfokus pada bidang fokus yang berbeda, yang memungkinkan pencitraan 3D.

Tim juga menangani pelacakan gerak waktu nyata, yang sangat penting untuk beragam aplikasi robotik otonom. Untuk melakukan ini, mereka membutuhkan cara untuk menentukan posisi dan orientasi objek yang dilacak. Pendekatan tipikal melibatkan sistem LiDAR dan kamera medan cahaya, yang keduanya memiliki keterbatasan yang signifikan. Lainnya menggunakan metamaterial atau beberapa kamera. Perangkat keras saja tidak cukup untuk menghasilkan hasil yang diinginkan.

Tim membangun pengaturan optik dan mengaktifkan jaringan saraf untuk menguraikan informasi posisi. Jaringan saraf dilatih untuk mencari objek tertentu di seluruh adegan dan kemudian fokus hanya pada objek yang menarik; misalnya, pejalan kaki di lalu lintas atau objek yang bergerak ke jalur Anda di jalan raya. Teknologi ini bekerja sangat baik untuk sistem yang stabil, seperti manufaktur otomatis, atau memproyeksikan struktur tubuh manusia dalam 3D untuk komunitas medis.

Jenis algoritma yang dikembangkan tim tidak seperti algoritma pemrosesan sinyal tradisional yang digunakan untuk teknologi pencitraan lama seperti X-ray dan MRI. Tim menunjukkan keberhasilan melacak seberkas cahaya serta kepik sebenarnya dengan tumpukan dua array photodetektor graphene 4 × 4 (16-piksel). Mereka juga membuktikan bahwa teknik mereka terukur. Dibutuhkan sedikitnya 4.000 piksel untuk beberapa aplikasi praktis dan susunan 400 × 600 piksel untuk lebih banyak lagi.

Meskipun teknologi ini dapat digunakan dengan bahan lain, keuntungan tambahan dari graphene adalah tidak memerlukan penerangan buatan dan ramah lingkungan.