Oggi, i sistemi di rilevamento richiedono componenti complessi e algoritmi elaborati che analizzano fotogramma per fotogramma, risultando inefficienti e dispendiosi in termini energetici.
Una nuova tecnologia neuromorfica che si ispira al sistema visivo umano integra sensore, memoria e elaborazione in un unico dispositivo. Ed è in grado non solo di rilevare il movimento degli oggetti, ma di prevederne le traiettorie.
Il sensore che vede e prevede da un solo fotogramma
Il sensore neuromorfico sviluppato dalla Aalto University in Finlandia si basa su un gruppo di fotomemristori, dispositivi elettrici che producono corrente elettrica in risposta alla luce.
Quando la luce si spegne, la corrente non si ferma immediatamente, ma decresce gradualmente. In pratica, i fotomemristori “ricordano” se sono stati esposti alla luce di recente, permettendo al sensore di registrare non solo informazioni istantanee, ma anche di memorizzare istanti precedenti.
Hongwei Tan è il ricercatore che ha guidato lo studio pubblicato su Nature Communications (ve lo linko qui). La caratteristica unica di questa tecnologia, spiega, è la capacità di integrare una serie di immagini ottiche in un solo fotogramma. Il risultato è un’unità di rilevamento compatta ed efficiente.
Immagine: Hongwei Tan / Aalto University
Gli studi
Per dimostrare la validità della tecnologia, i ricercatori hanno effettuato due esperimenti molto interessanti.
Nel primo, hanno usato dei video che mostrano le lettere di una parola una alla volta. Il sensore neuromorfico è riuscito a utilizzare le informazioni nascoste nell’ultimo fotogramma per dedurre quali lettere lo avevano preceduto e prevedere con quasi il 100% di precisione quale fosse la parola.
Nel secondo, il team ha mostrato al sensore il video di una persona simulata che si muoveva a tre diverse velocità. Il sistema non solo è stato in grado di riconoscere il movimento analizzando un singolo fotogramma, ma ha anche predetto correttamente i fotogrammi successivi.
Il futuro
A cosa serve questo sensore? Riconoscere e prevedere con precisione il movimento e la posizione futura degli oggetti è un fattore cruciale per la tecnologia di guida autonoma e il trasporto intelligente.
Per “prendere decisioni”, i veicoli autonomi hanno bisogno di previsioni accuratissime su come automobili, biciclette, pedoni e altri oggetti si muovono intorno a loro.
Per questo, anche senza sensori, per questa tecnologia è facile prevedere il fotogramma successivo, anzi: il fotogramma di successo.
