Vision technique et réalité augmentée : nouvelles recherches de l'US Army

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Anonim
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Les systèmes robotiques modernes sont capables d'effectuer certaines tâches en mode autonome, par exemple, se déplacer le long d'un itinéraire donné, en tenant compte du terrain et en surmontant les obstacles. En outre, de nouveaux systèmes sont en cours de développement qui peuvent effectuer une surveillance et une reconnaissance, traiter des données et fournir des informations prêtes à une personne. Des expériences de ce genre ont récemment eu lieu aux États-Unis.

Derniers développements

De nouvelles expériences et tests ont été menés le 24 août par le Combat Capabilities Command et l'Army Research Lab (ARL). En collaboration avec un certain nombre d'autres organisations, ils mettent en œuvre le programme de recherche essentiel sur l'intelligence artificielle pour la mobilité et la manœuvre, dont l'objectif est de créer une intelligence artificielle pour les RTK terrestres et d'assurer son interaction avec les humains.

A ce jour, dans le cadre de ce programme, plusieurs modèles expérimentaux d'équipements ont été créés. Ces derniers sont équipés de dispositifs de surveillance avancés qui assurent une reconnaissance autonome et la délivrance de données à une personne via un système de réalité augmentée.

Pour les tests, deux RTK expérimentaux ont été fabriqués avec différents équipements et logiciels, ainsi qu'un ensemble d'équipements pour humains. Tous ces produits ont fonctionné sur un site d'essai réel et, en général, ont prouvé leurs capacités. Les robots ont réussi à identifier des objets suspects au sol et les opérateurs ont littéralement vu les résultats de la reconnaissance.

Technicien expérimenté

Lors de tests récents, deux RTK d'apparence similaire ont été utilisés. Ils ont été construits sur la base de la plate-forme Clearpath Robotics Warthog UGV. Il s'agit d'un véhicule à quatre roues motrices à quatre roues motrices de dimensions compactes avec moteurs électriques, capable de transporter une charge ou un équipement spécial, incl. intégré dans les boucles de régulation. Une telle plateforme est capable de fonctionner sur commandes opérateur ou en mode autonome.

Des lidars à balayage de deux types ont été utilisés pour observer la situation dans les expériences. Un phacochère a reçu un système LiDAR VLP-16 de Velodyne; le second était équipé d'un produit LiDAR Ouster OS1. Les moyens de vision technique étaient reliés à des unités de calcul et à des équipements de transmission de données.

Le principe de fonctionnement des deux types de robots éclaireurs est assez simple. Travaillant sur le terrain, le RTK doit « inspecter » l'environnement et créer une ligne de base en trois dimensions. Ensuite, les lidars continuent de balayer et l'électronique compare les nouvelles données avec la ligne de base. Si des changements sont détectés, l'automatisation doit instantanément déterminer leur nature, évaluer les risques et informer la personne.

Pour l'opérateur d'un tel complexe, des lunettes de réalité augmentée et certains équipements associés sont destinés. Les informations sur les objets suspects et les modifications sont affichées graphiquement en temps réel. Les lunettes montrent la marque sur un point précis du terrain et l'accompagnent d'une brève description - portée, degré de danger, etc. Ayant reçu les informations les plus complètes, l'opérateur peut déterminer d'autres actions, à la fois les siennes et les robots.

Résultats de test

Des essais récents ont confirmé le potentiel global de la nouvelle technologie. De plus, les exigences pour les composants ont été clarifiées. Ainsi, il s'est avéré que même des lidars à faible résolution simples et relativement peu coûteux peuvent compléter efficacement la vision humaine. En conséquence, le besoin de produits plus complexes et coûteux disparaît - sans perte d'efficacité et avec une certaine augmentation de la productivité.

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Au cours des tests, les lidars ont mis à jour l'image jusqu'à plusieurs dizaines de fois par seconde. Résolution - 10 cm Cela suffisait pour un travail efficace, la détection de cibles conditionnelles et la transmission de données à l'opérateur.

Dans les publications ouvertes, la présence de deux plateformes expérimentales avec des complexes d'équipements différents est mentionnée, mais les différences qu'elles pourraient montrer dans les tests ne sont pas divulguées. De plus, les caractéristiques des tests réussis ne sont pas spécifiées - le type de terrain, les objectifs conditionnels, la vitesse de l'ensemble des systèmes complexes et individuels, etc.

Orientations de développement

Les RTK expérimentés basés sur Warthog UGV sont exclusivement des démonstrateurs technologiques. Avec leur aide, ARL a vérifié la fonctionnalité du nouveau matériel et des nouveaux logiciels. Dans le même temps, les bases sont posées pour la création de systèmes fondamentalement nouveaux pouvant être utilisés dans l'armée. Sur la base des développements actuels dans le futur, de nouveaux complexes d'équipements peuvent être créés, adaptés à la mise en œuvre dans la pratique.

Les développeurs du projet estiment que de telles technologies doivent nécessairement atteindre l'armée. Le travail conjoint des hommes et de la technologie permettra une surveillance plus efficace et identifiera les objets les plus dangereux. Les RTK seront capables de trouver des embuscades ennemies, des engins explosifs et d'autres menaces - sans mettre en danger les soldats vivants.

Les questions de rétroaction doivent être résolues. L'opérateur, ayant reçu des données sur l'objet trouvé, pourra faire ses propres commentaires et corrections, et le robot devra les traiter et les prendre en compte. De plus, la création de systèmes d'apprentissage n'est pas exclue - dans ce cas, le RTK pourra utiliser l'expérience accumulée et répondre plus correctement à la situation.

Une autre idée prometteuse, en cours d'élaboration dans le programme en cours, est la création de moyens de protection des organes de la vision avec la fonction de réalité augmentée. La nécessité de telles technologies est considérée comme évidente et obligatoire dans le contexte du développement ultérieur des équipements de combat. Les lunettes peuvent donner une grande variété d'informations, et pas seulement les données d'un robot éclaireur.

Il convient de rappeler que les travaux en cours font partie du programme plus large de recherche sur l'intelligence artificielle pour la mobilité et la manœuvre. Son objectif est de créer un RTK capable de déterminer indépendamment toutes les caractéristiques et paramètres du terrain, de s'y adapter et de se déplacer et de manœuvrer librement. Les outils de vision technique proposés peuvent être utilisés comme un composant universel pour collecter toutes les données, pour la conduite, la reconnaissance, le tir, etc.

Développement étape par étape

À ce jour, aux États-Unis et dans d'autres pays, des systèmes robotiques à des fins militaires ont été créés, équipés d'appareils de vision techniques aux fonctions diverses. Ainsi, ils maîtrisent déjà les déplacements autonomes à travers diverses localités ou l'observation de la situation avec identification de cibles. Certaines des tâches doivent jusqu'à présent être résolues à l'aide de la console de l'opérateur.

L'une des tâches urgentes est d'augmenter l'efficacité du travail dans des domaines déjà maîtrisés - d'améliorer les "compétences" pour la conduite ou une reconnaissance plus précise des cibles. Des technologies sont également créées pour l'interaction efficace du RTK avec les gens, ce qui est maintenant fait par le laboratoire de l'armée américaine.

A plus long terme, les projets en cours et futurs devraient conduire à des résultats très intéressants. Un large éventail de robots de différentes classes et objectifs pourront apparaître dans les unités de l'armée. Ils accompagneront les soldats sur le champ de bataille et assumeront une partie des tâches, et échangeront instantanément des informations avec eux. Les RTK ont déjà réduit la charge sur les combattants, et cette tendance se poursuivra à l'avenir.

Ainsi, les réalisations de la science et de la technologie peuvent à nouveau changer l'apparence et les capacités de l'armée. Apparemment, l'armée américaine sera la première à maîtriser les nouveaux moyens de reconnaissance. Cependant, à l'avenir, des systèmes similaires devront apparaître dans d'autres pays. À quoi de tels événements mèneront - le temps nous le dira.

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