ربات‌هایی که پشت هر دیواری را می‌بینند +ویدیو

zoomit.ir - کاوه جهان آرای: رباتی که توسط گروهی در دانشگاه کالیفرنیا در همکاری با سانتاباربارا ساخته شده است قادر است توسط سیگنال‌های وای-فای آن سوی دیوارهای صلب را مشاهد کند. با قابلیت کاربرد در عملیات‌های جستجو، نجات، شناسایی و حتی باستان شناسی این ربات‌ها می‌توانند محل و شکل شی پنهان شده در پشت ساختار مورد بررسی را معلوم و جنس آن را اعم از چوب، فلز یا گوشت را نیز دسته بندی کنند.

این ربات‌ها که به صورت جفتی کار می‌کنند خود را به پیرامون شی یا ساختار مورد بررسی می‌رسانند و سپس با ارسال و دریافت امواج رادیویی وای-فای بین یکدیگر شی پنهان شده را اسکن می‌کنند، سپس با بررسی تفاوت بین قدرت امواج ارسالی و دریافتی حضور شی پنهان شده را آشکار می‌کنند. این سامانه از الگوی انتشار امواجی با قابلیت وضوح ۲ سانتی متری استفاده می‌کند. با اندازه گیری قدرت میدان دریافتی این فرستنده‌های رادیویی ربات‌ها می‌توانند نقشه‌ای کامل و دقیق از ساختار را با جزییات مکانی و فضایی شی ارائه دهند.

اگرچه این ربات‌ها اولین‌ها از نظر دیدن پشت بتن نیستند و پیش از این نیز ربات‌های این چنینی ساخته شده بودند اما سامانه‌های دیگر بر پایه‌ی امواج گیگاهرتزی کار می‌کردند که نیاز به آرایه‌ای از حسگرهای رادیویی با مصرف انرژی بالا و سامانه‌ی راداری بسیار پیچیده‌ای داشتند. سامانه‌ی مشابه دیگری هم که در دانشگاه MIT توسعه داده شده بود قادر بود حرکات را در پشت دیوار با استفاده از امواج وای-فای تشخیص دهد اما وضوح آن بسیار پایین بود و نمی‌شد از آن برای چیزی بیش از تشخیص حرکت (همچون بررسی شکل و جنس شی) استفاده کرد.

این ربات‌ها اما از فرستنده‌های رادیویی وای-فای بهره می‌برند که کم دامنه تر و کم قدرت تر هستند که این اهمیت بسیار زیاد پردازش سیگنال و قابلیت‌های پس-محاسباتی آنها را به عنوان کلیدی برای موفقیت نشان می‌دهد؛ کاری که این گروه با استفاده از فیلترهای مختلف و الگوریتم‌های پیچیده مبتنی بر استفاده از الگوریتم SLAM در نقشه برداری از محیط انجام می‌دهد.

جهت نقشه برداری از مختصات محیطی و فضایی شی هر ربات مکان خود را نسبت به ربات دیگر بر اساس سرعت و مسافت پیموده شده به کمک ژیروسکوپ و شمارشگر چرخ‌ها تشخیص می‌دهد. اگرچه اندازه گیری دقیق به این صورت قدری دشوار به نظر می‌رسد اما این ربات‌ها برای حرکت هماهنگ حول شی از رفتاری مشابه سامانه‌های تصویر برداری پزشکی استفاده می‌کنند که در آن فرستنده‌ی در حال حرکت توسط گیرنده دنبال می‌شود. استفاده از این روش هماهنگی و آنتن سهمی وار ثابت شده بر روی هرربات این امکان را به آن‌ها می‌دهد که تا حد ممکن دقیق و با وضوحی کافی به تصویر برداری بپردازند.


به عنوان کاربرد اصلی این ربات‌ها، گروه امیدوار است که بتوان از آنها در جستجوهای پس از سوانح به خصوص سوانحی همچون زلزله‌های که مستلزم بررسی خرابه‌ها است استفاده کرد. ضمن اینکه می‌توان از قابلیت مشاهده‌ی پشت دیوار بدون نیاز به هیچگونه تغییر یا تخریب رد ساختار دیواره‌ها را در جستجوهای باستان شناسی که نیاز به نقشه برداری غیرتهاجمی به شدت احساس می‌شود استفاده کرد.

پژوهشگران حاضر در این گروه هم چنین می‌گویند که می‌توان از این فناوری اسکن وای-فای بدون حضور ربات‌ها هم بهره برد تا بتوان کمبودهای سامانه‌های تشخیصی مشابه بر پایه فروسرخ یا سایر حسگرهای نظارتی را پوشش داد. همچنین می‌توان از این حسگرها برای کاربردهای پزشکی همچون ساخت ابزارهای دستی اسکن بدن یا نظارت سلامتی نیز استفاده کرد. این تیم در برنامه‌های آتی خود به دنبال توسعه‌ی سایر کاربردهای این ابزار همچون مجهز کردن آن به هدایتگر لیزری جهت بهبود دقت فضایی و وضوح تصویر نهایی خواهند بود.

در ویدیوی زیر می‌توانید نحوه‌ی کار این ربات‌ها در عمل را مشاهده کنید.