محققان تراشه‌ای را توسعه بخشیده‌اند که به همراه یک دوربین سه بعدی، به نابینایان برای حرکت کردن در محیط کمک می‌کند، مصرف این تراشه تنها یک هزارم یک کامپیوتر معمولی است که بخواهد همین الگوریتم‌ها را اجرا کند.
با استفاده از همین تراشه، محققان یک نمونه اولیه از یک سیستم ناوبری کامل، برای نابینایان ساخته‌اند. اندازه‌ی آن تقریبا به اندازه‌ی دوربین دوچشمی است و به دور گردن انداخته می‌شود. این سیستم از یک دوربین 3بعدی استفاده می‌کند که در آزمایشگاه‌های ابزارسازی دانشگاه تگزاس ساخته شده است. استفاده کننده یک رابط  کاربری خط بریل را که در آزمایشگاه علوم کامپیوتر دانشگاه MIT و آزمایشگاه هوش مصنوعی (Artificial Intelligence Laboratory –CSAIL) ساخته شده است را با خود حمل می‌کند. این رابط کاربری وسیله‌ا‌ی است که  اطلاعات در مورد فاصله تا نزدیک‌ترین مانع در جهت حرکت کاربر را به او منتقل می‌کند.

محققان این تراشه‌های جدید و نمونه‌ی اولیه از سیستم ناوبری را در مقاله‌ای در کنفرانس بین‌المللی مدارهای حالت جامد در سانفرانسیسکو ارائه داده‌اند.
دونگ سوک جون (Dongsuk Jeon) که در زمان ساخت این پروژه در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی میکروسیستم دانشگاه MIT دوره‌ی پسادکتری را می‌گذراند و هم‌اینک در دانشگاه ملی سئول در کره جنوبی به عنوان عضو هیئت علمی مشغول شده‌است، در این مورد می‌گوید: قبل از این نمونه هم کارهایی از این دست انجام شده بود. اما مشکل اصلی این بود که این سیستم‌ها بسیار بزرگ بودند، زیرا باید تعداد بسیار زیادی پردازش مختلف را در آن واحد انجام می‌دادند. اما ما به دنبال آن بودیم تا بتوانیم پردازنده‌‌ای بسیار کوچک بسازیم که بتوانیم با آن همان مقدار پردازش را انجام دهیم، و در عین حال مصرف کمتری داشته باشد.

این پروژه با حمایت مالی بنیاد آندریا بوچلی شروع شد، آندریا بوچلی خود یک خواننده‌ی نابینا است. یک تیم به سرپرستی دانیلا راس (Daniela Rus) الگوریتمی طراحی کردند تا با آن بتوانند خروجی دوربین سه بعدی را به داده‌هایی کاربردی برای سیستم مسیریاب تبدیل کنند. در این روش، خروجی هر دوربین سه بعدی به تصویر منحصربه فردی که نقاط سطحی هر جسم را در فضا مشخص می‌کند و با نام نقطه‌ی ابری (point cloud) شناخته می‌شود، تبدیل می‌شود. در این الگوریتم، نقاط هم‌سطح هر جسم مشخص می‌شود تا راه رفتن در محیط بدون هرگونه مشکلی صورت پذیرد.

در مقاله‌ی جدیدی که این گروه ارائه کردند، این الگوریتم را اصلاح کردند. روش استاندارد برای شناسایی سطوح در نقطه‌ی ابری این است که یک نقطه از سطح را به طور اتفاقی نگاه کنید، سپس نقاط کناری آن را مشاهده کنید و ببینید که آیا با آن هم‌سطح هستند یا نه، این روش را انقدر ادامه دهید تا بتوانید خطوط هم‌سطح را برای تمام محیط رسم کنید.
این روش محاسباتی بسیار کارآمد است، اما نیازمند استفاده از منابع زیادی از حافظه و پردازنده است، و از آن‌جا که همواره با هر تغییری در دوربین‌ها، تصویر محیط  متفاوت می‌شود، این روش نیازمند پردازنده‌هایی بسیار قوی و به طبع آن، استفاده‌ی زیاد از انرژی است.

واکشی (ارسال و دریافت)  داده‌‌ها از حافظه اصلی، بزرگترین عامل مصرف انرژی در دستگاه است، به همین دلیل محققان MIT به این نتیجه رسیدند که بایستی الگوریتم استاندارد اسکن سطوح را تغییر دهند، در الگوریتم جدید، همواره از نقطه‌ی بالا و سمت چپ تصویری که از دوربین سه بعدی می‌رسد، کار شروع می‌شود. و پس از آن هر نقطه، تنها با نقطه‌ی سمت چپی خودش و نقطه ای که درست در بالای سرش قرار دارد سنجیده می‌شود. این کار باعث می‌شود در بسیاری از موارد، دستگاه نیازی به مراجعه به حافظه اصلی نداشته باشد.

این کار و ترفندهایی مانند آن که با تغییراتی کوچک در الگوریتم‌ها حاصل شده‌اند، مصرف برق تراشه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. اما بایستی برای تراشه‌ی پردازش داده‌های سیستم مسیریابی و خود دوربین سه‌بعدی که از بزرگترین مصرف کنندگان برق در دستگاه هستند هم فکری بشود.  به همین منظور، تراشه داده‌های دریافتی از دوربین را با داده‌های فریم قبلی مقایسه می‌کند و اگر داده‌ها تفاوت چندانی نداشتند، یعنی کاربر ساکن ایستاده است، در این زمان کوتاه، می‌توان یک استراحت به دوربین داد و در نتیجه مصرف برق بسیار کمتری داشت.

بوچلی در یک مراسم در میلان که در آن، از این سیستم رونمایی شد گفت: ما نابینایان، مشکلات بسیار زیادی داریم، اما یکی از مهم‌ترین آن‌ها، رفت و آمد به تنهایی است، ما هنوز به تنهایی نمی‌توانیم در شهر برویم، اما امروز، من یک قدم برای حل این مشکل را می‌بینم، امیدوارم روزی برسد که ما نابینایان نیز بتوانیم به تنهایی، به هرجایی که دلمان می‌خواهد برویم.

منبع :

A virtual “guide dog” for navigation

منابع بیشتر برای مطالعه :

 CPU چقدر می‌تواند کوچک‌تر شود؟

تراشه ای که ذهن انسان را می خواند

سیستم کامپیوتری جدید جهت تشخیص جنسیت کاربر

مصاحبه با مایکل کورست: چگونه تکنولوژی‌ ما را تبدیل به یک ابرانسان می‌کند.

 هوش مصنوعي - 1

  روياي خودروهاي بدون راننده

نابینایی