Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.
Новый чип для беспилотных автомобилей способен обнаруживать опасность быстрее человека
Ускорение обработки визуальной информации на 400% может существенно повысить безопасность беспилотных автомобилей, дронов и роботизированных систем.
Международная группа исследователей представила новую систему безопасности для автономных машин, которая, как утверждается, способна реагировать на опасность быстрее человеческого мозга.
В исследовании описано, как ученые из Китая, Великобритании, Гонконга, Саудовской Аравии и США разработали аппаратный «рефлекс», призванный ускорить принятие решений в автоматизированных транспортных системах.
Разработка направлена на решение давней проблемы в робототехнике и сфере автономного вождения: машины, как правило, тратят больше времени, чем человек, на интерпретацию визуальных данных и реакцию на внезапные угрозы.
При скорости около 80 километров в час беспилотный автомобиль может реагировать на препятствие примерно за 0,5 секунды. За это время он успевает проехать около 13 метров, прежде чем начнет торможение. Для сравнения, человеческий мозг реагирует примерно за 0,15 секунды.
Даже при использовании современных процессоров анализ изображения высокой четкости покадрово требует времени. Компьютеру необходимо определить, что движется, в каком направлении и представляет ли объект угрозу. Эта задержка вызывала опасения относительно безопасности роботов, дронов и автономных автомобилей, работающих в непредсказуемой среде.
В реальных дорожных условиях доли секунды имеют решающее значение. Более медленная реакция означает увеличение тормозного пути и повышенный риск столкновения. Инженеры долгое время пытались сократить разрыв между скоростью человеческого восприятия и машинной обработки, не жертвуя при этом точностью.
Исследовательская группа сосредоточилась на решении проблемы на уровне «железа», а не только программного обеспечения. Их цель состояла в том, чтобы ускорить принятие решений без полной переработки существующих камерных систем.
Ученые смоделировали свою систему по аналогии с работой человеческого зрения. Мозг человека не анализирует сразу каждую деталь сцены: сначала он мгновенно фиксирует резкое движение или изменение и реагирует, а уже затем запускает более глубокую обработку информации.
В основе новой разработки лежит двумерный массив синаптических транзисторов — высокочувствительный чип обнаружения движения. Он работает по принципу «сначала фильтрация — затем обработка». Сначала чип отсеивает несущественные визуальные данные и выделяет только ключевые изменения в кадре.
Транзистор способен фиксировать изменения изображения всего за 100 микросекунд — значительно быстрее человеческого восприятия. Он может сохранять информацию о движении более 10 000 секунд и выдерживать свыше 8 000 рабочих циклов без потери производительности.
После захвата кадра чип игнорирует статичную часть изображения и регистрирует только движущиеся объекты. Отобранные сигналы затем передаются стандартным алгоритмам компьютерного зрения для более глубокого анализа. Согласно исследованию, такой подход более чем в 10 раз быстрее традиционных методов обработки изображений.
В лабораторных испытаниях система обрабатывала данные о движении в четыре раза быстрее, чем современные передовые алгоритмы. В идеальных условиях она даже превосходила по скорости реакцию человека.
По данным исследователей, во время тестов вождения точность обнаружения опасностей выросла на 213,5%, а способность роботизированных манипуляторов захватывать объекты увеличилась на 740,9%. В реальных условиях эффективность несколько снижалась, однако все равно превосходила показатели существующих автономных систем.
При скорости около 80 километров в час сокращение времени реакции примерно на 0,2 секунды позволяет уменьшить тормозной путь примерно на 4,4 метра.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Telegram 
Дзен 
VK
Предстоящие мероприятия
Новые ископаемые находки из Южной Африки подтвердили, что человек прямоходящий — наш прямой предок — существовал уже два миллиона лет назад. Также ученые раскрыли уникальные детали того, как он приспосабливался к жизни и соперничал с сородичами.
Некогда ученые открыли темную материю, заметив, что звезды во внешней части Млечного Пути вращаются быстрее, чем должны, — из-за тяготения темной материи, окружающей видимую часть диска нашей Галактики. Новые данные показывают нечто странное: прежние наблюдения были ошибкой, а если верить новым, Млечный Путь — исключение, где темной материи якобы почти нет.
После аварии на АЭС «Фукусима-1» часть сельскохозяйственных земель на годы осталась без ухода, и исследователи проверили, как это сказалось на местных опылителях. На участках в зонах эвакуации они обнаружили больше некоторых пчел, но связали это с изменением землепользования, а не с пользой радиации.
Физики впервые обнаружили, что один из самых классических типов сверхпроводников — соединение YbSb₂ — способен нарушать общепринятое правило физики об «обратимости времени». Раньше ученые считали, что подобным странным свойством обладают только редкие и сложные материалы. Это открытие показывает, что необычные квантовые явления могут скрываться и в гораздо более простых сверхпроводящих соединениях.
Планетологи давно пытаются разгадать тайну образования самого необычного облака на Марсе, длина которого может достигать примерно двух тысяч километров. Авторы нового исследования сопоставили данные европейского орбитального аппарата Mars Express с компьютерной моделью атмосферы Красной планеты и пришли к выводу, что оно возникает благодаря редкому физическому процессу.
Творческие профессии часто объединяют в одну группу, когда изучают их связь с психическим здоровьем. Однако исследование почти 15 тысяч шведских близнецов показало, что художественные достижения чаще сочетались с психическими проблемами, а научные —нет.
Новый анализ наблюдений за северной полярной областью Марса заставил ученых пересмотреть представления о составе водяного льда. Выяснилось, что прежние модели заметно искажали одну из его главных характеристик. С учетом этого, местный лед потенциально может быть куда полезнее для персонала будущих марсианских баз.
В большинстве случаев планеты и иные тела, вращающиеся вокруг «нормальных» звезд главной последовательности, формируются достаточно далеко от своих светил, чтобы падать на них. Несмотря на это, теперь астрономы увидели, как красный карлик перетягивает на себя вещество от вращающегося вокруг него объекта. Тот уже делает один оборот вокруг своей звезды меньше, чем за полтора часа, и это время может уменьшаться.
Дата-центры для нейросетей в последние пару лет стали важнейшим фактором роста западной экономики, а заодно и мировой энергетики. В этом направлении нейросети создали немало новых рабочих мест, хотя и меньше, чем в программировании. Однако у невиданного бума есть и оборотная сторона: нобелевский лауреат Пол Кругман выяснил, что они буквально выдавливают остальные сектора экономики, забирая у них все больше инвестиций.
[miniorange_social_login]
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Комментарий на проверке
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Аккаунт заблокирован!
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Что-то пошло не так!
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноЛучшие материалы
Войти
Вконтакте
По e-mail
Google
Яндекс ID
Ваша заявка получена
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно