Pesquisadores da Penn State desenvolveram um componente de sensor adaptável à luz isso poderia tornar as câmeras e robôs de veículos autônomos muito mais confiáveis em condições de iluminação variáveis. A obra, publicada segunda-feira em Comunicações da Naturezasegue dicas diretas de como o olho humano se ajusta entre ambientes claros e escuros.
Biologia como modelo
Os atuais sistemas de câmeras em carros autônomos são ajustados para uma iluminação consistente, o que significa que a precisão cai quando as condições mudam rapidamente, como passar de uma estrada escura para faróis em sentido contrário. A equipe da Penn State, co-liderada pelo professor de engenharia Larry Cheng, olhou para o sistema de bastonetes e células cônicas do olho em busca de uma solução. No olho, os bastonetes contêm pigmentos que branqueiam sob luz forte e se regeneram gradualmente na escuridão, permitindo que o olho recalibre continuamente sua sensibilidade.
Os pesquisadores replicaram essa dinâmica em um novo tipo de fotomemristor, um minúsculo sensor que captura luz e a converte em dados elétricos. Seu design usa dois materiais: um polímero condutor semelhante a um gel e óxido de titânio. Quando a luz atinge o óxido de titânio, ela gera uma corrente que faz com que o polímero absorva ou libere água dependendo do brilho, autorregulando efetivamente a sensibilidade em tempo actual.
95% de precisão em luz mista
Para testar o projeto, a equipe construiu um conjunto 4×4 de sensores e emparelhou-o com uma rede neural, criando um sistema básico de visão mecânica. Eles executaram uma variação do teste oftalmológico padrão, pedindo-lhe para identificar uma letra “F” de LED contra um cenário ajustado para níveis de brilho flutuantes. Após sete ciclos de treinamento, o sistema atingiu mais de 95% de precisão sob condições de iluminação mista.
Cada sensor mede apenas meio milímetro de diâmetro, e Cheng diz que unidades individuais podem ser conectadas em conjuntos maiores para detectar padrões visuais mais amplos sem alterar o tamanho físico de cada componente.
Além dos veículos autônomos, a equipe vê aplicações potenciais em robótica industrial e, mais adiante, em tecnologia assistiva para pessoas com deficiência visible. Uma patente provisória foi depositada e os próximos passos envolvem a expansão dos sensores em um sistema multimodal capaz de processar dados visuais e táteis simultaneamente.
O fotomemristor junta-se a uma lista crescente de inovações em sensores destinadas a melhorar a confiabilidade dos veículos autônomos, incluindo uma unidade de radar compacta desenvolvida na Rice College no início deste ano.
