MIT разработал чип для 3D-картографирования дронов с потреблением 6 мВт

Исследователи Массачусетского технологического института разработали специализированный чип Gleanmer, потребляющий всего 6 милливатт энергии и позволяющий компактным роботам и дронам строить детальные трёхмерные карты в реальном времени. Разработка предназначена для автономных аппаратов с батарейным питанием, которым необходимо ориентироваться в сложных условиях: промышленных вентиляционных системах, складских помещениях, туннелях и других замкнутых пространствах.

Команда решила задачу высокого энергопотребления, заменив традиционные воксельные карты, представляющие окружение миллионами кубических элементов, на более экономичную систему с использованием геометрических форм под названием гауссианы. Такой подход позволяет эффективнее отображать изогнутые объекты и открытые области, требуя значительно меньше памяти для хранения данных.

Разработанный алгоритм GMMap создаёт трёхмерные карты на основе данных глубины в один проход, что позволяет системе сразу же отбрасывать обработанные изображения вместо их накопления и повторной обработки. При работе в памяти устройства хранится только несколько пикселей за раз, что существенно снижает требования к объёму памяти.

Система также решает проблему перекрывающихся изображений, возникающей при наблюдении одного объекта с разных углов во время движения робота. Разработанный метод позволяет объединять такие перекрывающиеся данные без возврата к исходным файлам изображений.

На практике Gleanmer потребляет примерно 2,5 процента энергии, необходимой для работы лучших существующих аналогичных чипов. Испытания на различных предварительно записанных окружениях показали, что устройство успешно создаёт подробные трёхмерные карты в режиме реального времени.

Чип может обрабатывать данные непосредственно со стандартных камер смартфонов и восстанавливать информацию об препятствиях и свободном пространстве. При использовании компактного гауссова представления для планирования маршрута роботы проходят на 20 процентов экономнее энергии в сравнении с традиционными методами.

Кроме применения в робототехнике, разработчики исследуют возможность использования гауссовых представлений для обработки технических чертежей и сложных схем в вычислительных системах. Результаты исследования были представлены на симпозиуме IEEE по сверхбольшим интегральным схемам.

Источник: Interesting Engineering