К моменту публикации данной статьи Тейлор завершит работу над своей диссертацией, посвященной – чему же еще? – устройствам-'ухваткам' и распознаванию способов их использования. По его мнению, Bar of Soap – только первый шаг. Следующим шагом будут «ухватки» других геометрий, а не только многофункциональные карманные устройства.
Сотрудники лаборатории MIT Media продемонстрировали первую «ухватку» перед многочисленными промышленными спонсорами и обсудили ее возможности, но о каких-либо новых продуктах речи пока нет. Это почти непростительно, так как для прототипа Bar of Soap не требуются новые или специальные технологии; нужна лишь сообразительность для применения имеющихся наработок. «Алгоритмы и компоненты доступны в настоящее время, – говорит Боув. – Чтобы изготовить устройство, не требуется пять фунтов неизвестного науке вещества. В нем заложены принципы, которые могут применяться в продуктах уже сейчас. Потенциально устройство очень близко к рынку».
Университет Карнеги-Меллона
Системы компьютерного видения
Экран на приборном щитке автомобиля когда-нибудь будет показывать не только километраж на красивом графике, но и картину, которую водитель не видит из-за тумана.
До появления на рынке Xbox 360 и четырехъядерных игровых систем добавление визуальных эффектов, аналогичных туману, считалось большим достижением. Удаление тумана не столь увлекательно, но освободиться от него в реальности было бы весьма желательно, например, при вождении автомобиля в условиях плохой видимости (в тумане, в снегопад или дождь).
Речь не идет об изменении погоды. «В действительности, туман никуда не исчезает, – говорит Сриванаса Нарасимхан, доцент университета Карнеги-Меллона, преподаватель по системам компьютерного видения и графики. – Вы удаляете туман из изображения». Нарасимхан с готовностью признает, что эти две задачи (добавление тумана к компьютерным изображениям и удаление тумана из реальных изображений) существенно различаются по сложности. Добавить туман проще, но сегодня уже удается прояснять мутные, неотчетливые картинки.
Важное достижение. Отображение скрытых объектов в реальном времени.
Преимущества. Позволят водителям автомобилей и авиаштурманам видеть сквозь туман, будут полезны для исследований в морских глубинах. Могут стать основой систем безопасности в будущих интеллектуальных транспортных средствах.
Примерный срок внедрения. В подводных устройствах в течение одного или двух лет; в автобусах, поездах и самолетах через пять лет; в автомобилях – значительно позднее.
Ключ к решению – в освещении. «Освещать туманную сцену прожектором – совершенно неправильно, так как свет отражается и контрастность теряется», – говорит Нарасимхан. Для визуального восприятия, туман и влага – «рассеивающие среды». Ученый объясняет, что для уменьшения отражения предпочтительно сканировать сцену световым лучом. Затем с помощью камеры результат преобразуется в четкую картину.
Например, нельзя вести автомобиль в густом тумане с включенными фарами дальнего света; свет делает туман более густым, скрывая все вокруг. Именно поэтому противотуманные фары обычно располагаются низко и близко к дороге, ниже уровня тумана. Десять лет назад журнал Nature сообщал, что водителям свойственно увеличивать скорость в тумане, поскольку из-за недостатка визуальных ориентиров движение кажется им более медленным, чем на самом деле. Видимость – фактор, который неизбежно влияет на безопасность вождения, но у водителей не всегда есть возможность переждать туман или дождь.
Научные интересы Нарасимхана не ограничены интеллектуальными транспортными системами только для автомобилей. Его разработки расширят возможности и повысят безопасность исследований как в воздухе, так и в морских глубинах. Штурманы реактивных самолетов и капитаны подводных лодок получат визуальную картину гораздо более полезную, чем данные радиолокации. Возможны ручные системы видения для пожарных и горняков (и всех, кто оказывается в пространстве, где ничего не видно не только из-за отсутствия света). Технология может быть полезна режиссерам, когда плохая погода отрицательно сказывается на качестве отснятого материала. На сайте Нарасимхана (www.cs.cmu.edu/~srinivas) опубликована сцена из фильма Форрест Гамп (Forrest Gump), из которой удален ливень.
Группа Нарасимхана работает над программами для таких операций. Для освещения в настоящее время используются проекторы, которые легко запрограммировать для различных типов освещения. На практике в качестве источника света проще всего использовать специальные светодиоды, но вполне подходит и лазер.
Одно из направлений проводимых Нарасимханом исследований – реконструкция сцен. Вместо мимолетного впечатления от находящихся впереди предметов и сцен можно получить полное 3D- представление смутной картины, построенное с помощью сканирующих источников света и камер. Еще один побочный результат – превращение камеры в датчик погоды. Подобно тому, как человек, взглянув на уличный фонарь, может по ореолу вокруг него узнать, что на улице дождь, системы видения могут мгновенно определить точное количество осадков.
Коммерциализации технологии препятствует не технология, а рынок. Например, фары автомобилей для применения с интеллектуальной транспортной системой могут быть готовы через пять лет, но это не означает, что компании, торгующие противотуманными лампами, поспешат внедрить новинку. «Противотуманные фары полезны психологически, но они не столь безопасны», – говорит ученый.
Однако, благодаря поддержке таких спонсоров, как агентство DARPA, Управление исследований ВМС и Национальный научный фонд, он уверен в судьбе своего исследования в обозримом будущем.
Будущее на первый взгляд
Динамическая цифровая камера
Лет через десять конструкция камеры существенно изменится, чтобы соответствовать вкусам молодого поколения, воспитанного на технических игрушках. Дизайн – эргономичный и яркий – мало что будет говорить об интеллектуальных возможностях «начинки». Форма гибкого акрилового объектива, используемого вместо стеклянного, будет меняться для фокусировки изображения, а благодаря беспроводной связи изменятся способы просмотра фотографий. Такой представляет себе камеру Джон Нор, старший менеджер по продукции компании Olympus.
• Очень легкий и одновременно чрезвычайно прочный корпус благодаря использованию углеродного волокна.
• Конструкция напоминает эргономичное игровое устройство.
• ЖК-дисплей с высоким разрешением и козырьком непосредственно отображает картинку.
• Размер камеры существенно уменьшился в результате отказа от оптического видоискателя.
• ЖК-дисплей откидывается и вращается на 360°.
• Разрешение дисплея превышает 900 тыс. пикселов.
• Форма гибкого акрилового объектива изменяется для фокусировки изображений.
• Мощные встроенные программы редактирования изображений.
• Беспроводные подключения к ПК или Интернет-облаку для обновления программ, а также к телевизору высокой четкости и фоторамке для пересылки фотографий.
• Созданный на основе передовых технологий КМОП-датчик с низким потреблением энергии обеспечивает снижение шума, улучшенные цвет и контрастность, расширенный динамический диапазон.
• 1200 снимков без перезарядки батарей.
Наследник кремния на кончике карандаша
Изготовителям микросхем хорошо известно о грядущих больших переменах. Профессор физики Технологического института шт. Джорджия Уолтер Де Хеер говорит: «В течение ближайших десяти лет закон Мура перестанет действовать. Технология микросхем не будет подниматься на новую ступень каждые
