Uitați de raze X: un robot de la MIT inspectează coletele fără să le deschidă!

Imaginați-vă un robot capabil să verifice starea unui produs fără să deschidă măcar cutia. O cană cu mânerul rupt, o unealtă slăbită sau o piesă lipsă într-un ambalaj sigilat – toate detectate fără contact, fără despachetare, fără pierdere de timp. Exact asta face posibilă cea mai recentă inovație a MIT: o tehnologie de imagistică ce le oferă roboților literalmente capacitatea de a „vedea prin” materiale opace, precum cartonul, plasticul sau chiar anumiți pereți interiori.

Sistemul, numit mmNorm, se bazează pe unde milimetrice – similare celor utilizate în rețelele Wi-Fi – dar folosite aici pentru a crea reconstrucții 3D ale obiectelor ascunse, cu o precizie impresionantă de 96%.

Deși pare desprinsă dintr-un film SF, tehnologia se bazează pe un principiu binecunoscut din fizică: reflexia undelor electromagnetice. Spre deosebire de lumina vizibilă, undele milimetrice pot trece prin materiale precum plasticul sau cartonul. Când întâlnesc un obiect, ricoșează, iar aceste semnale reflectate sunt captate de un senzor radar.

Dar mmNorm merge mai departe. Echipa MIT, condusă de Laura Dodds, a valorificat o proprietate adesea ignorată de sistemele convenționale: specularitatea – adică modul în care o suprafață reflectă undele, asemenea unei oglinzi. În timp ce majoritatea sistemelor radar ignoră suprafețele orientate diferit, algoritmul dezvoltat de MIT poate estima nu doar poziția, ci și orientarea acestora. Astfel, se obține o reconstrucție 3D mult mai precisă, inclusiv pentru obiecte curbate sau complexe, cum ar fi o bormașină, tacâmuri sau un mâner de cană.

În testele realizate, cercetătorii au cuplat sistemul cu un braț robotic echipat cu radar mmWave. Acesta se mișcă în jurul unui obiect ascuns într-o cutie închisă, efectuând măsurători continue. Datele sunt procesate în timp real, generând un model 3D fidel al obiectului. Prototipul a identificat cu succes formele, a detectat defecte vizibile cu ochiul liber (dar invizibile pentru un radar clasic) și a reprodus geometria obiectelor cu o precizie fără precedent. Sistemele concurente ating în prezent o acuratețe de doar 78%, tocmai pentru că nu iau în calcul direcțiile de reflexie.

Aplicațiile sunt uriașe. În centrele logistice, fabrici sau pe liniile de producție, roboții ar putea scana cutii fără să le deschidă, economisind timp, reducând erorile de livrare și numărul retururilor. Tehnologia ar putea fi integrată și în roboți mobili sau umanoizi, capabili să localizeze un obiect într-un sertar sau chiar în spatele unui perete despărțitor.

Un avantaj suplimentar: mmNorm nu folosește o lățime de bandă mai mare decât cea a Wi-Fi-ului tradițional, așadar poate fi implementat în medii deja saturate cu semnale, fără a crea interferențe.

Această inovație deschide noi perspective în interacțiunea om-mașină. Un robot domestic ar putea localiza un obiect ascuns sau verifica dacă un produs fragil este deteriorat – totul fără a deschide ambalajul. Pentru producătorii de echipamente industriale, e o șansă de a îmbunătăți drastic procesele de inspecție fără întreruperi de producție.

Deocamdată, mmNorm este în stadiu de prototip, dar rezultatele sunt promițătoare. Echipa MIT lucrează la miniaturizarea sistemului și adaptarea sa pentru roboți mobili. Următorul pas? Depozite unde fiecare pachet e inspectat automat din mers, fabrici mai inteligente și poate, într-o zi, roboți care detectează scurgeri sau defecțiuni dincolo de pereți – fără a găuri nimic.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România