قام باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ببناء سماعة رأس للواقع المعزز تمنح مرتديها رؤية بالأشعة السينية.
تجمع سماعة الرأس بين رؤية الكمبيوتر والإدراك اللاسلكي لتحديد موقع عنصر معين مخفي عن الأنظار تلقائيًا ، ربما داخل صندوق أو تحت كومة ، ثم توجيه المستخدم لاستعادته.
يستخدم النظام إشارات التردد اللاسلكي (RF) ، والتي يمكن أن تمر عبر المواد الشائعة مثل الصناديق الكرتونية أو الحاويات البلاستيكية أو الفواصل الخشبية ، للعثور على العناصر المخفية التي تم تصنيفها بعلامات RFID ، والتي تعكس الإشارات المرسلة بواسطة هوائي RF.
توجه سماعة الرأس مرتديها أثناء سيرهم في غرفة نحو موقع العنصر ، والذي يظهر على شكل كرة شفافة في واجهة الواقع المعزز (AR). بمجرد أن يصبح العنصر في يد المستخدم ، تتحقق سماعة الرأس ، المسماة X-AR ، من أنهم التقطوا الشيء الصحيح.
عندما اختبر الباحثون X-AR في بيئة شبيهة بالمستودعات ، تمكنت سماعة الرأس من تحديد موقع العناصر المخفية في نطاق 9.8 سم في المتوسط. وتحقق من أن المستخدمين التقطوا العنصر الصحيح بدقة 96%.
يمكن أن يساعد X-AR عمال مستودعات التجارة الإلكترونية في العثور بسرعة على العناصر الموجودة على الأرفف المزدحمة أو المدفونة في الصناديق ، أو عن طريق تحديد العنصر الدقيق لأمر ما عندما تكون العديد من العناصر المماثلة في نفس الحاوية. يمكن استخدامه أيضًا في منشأة التصنيع لمساعدة الفنيين على تحديد الأجزاء الصحيحة لتجميع المنتج.
ووضح فاضل أديب ، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر ، ومدير مجموعة Signal Kinetics في Media Lab ، والمؤلف الرئيسي لـ ورقة عن X-AR: “كان هدفنا كله من هذا المشروع هو بناء نظام الواقع المعزز الذي يسمح لك برؤية الأشياء غير المرئية – الأشياء الموجودة في الصناديق أو حول الزوايا – وعند القيام بذلك ، يمكن أن يوجهك نحوها ويسمح لك حقًا لرؤية العالم المادي بطرق لم تكن ممكنة من قبل “.
المؤلفون المشاركون لأديب هم باحثون مساعدون تارا بوروشكي ، مؤلفة الورقة الرئيسية. مايسي لام لورا دودس وباحثة ما بعد الدكتوراة السابقة ألين عيد ، وهي الآن أستاذة مساعدة في جامعة ميشيغان. سيتم تقديم البحث في ندوة USENIX حول تصميم وتنفيذ الأنظمة الشبكية.
لإنشاء سماعة رأس للواقع المعزز مع رؤية بالأشعة السينية ، كان على الباحثين أولاً تجهيز سماعة رأس موجودة بهوائي يمكنه التواصل مع العناصر التي تحمل علامات RFID. تستخدم معظم أنظمة تحديد الترددات الراديوية (RFID) هوائيات متعددة تقع على بعد أمتار من بعضها ، لكن الباحثين احتاجوا إلى هوائي واحد خفيف الوزن يمكن أن يحقق نطاقًا تردديًا عاليًا بما يكفي للتواصل مع العلامات.
يقول عيد: “كان أحد التحديات الكبيرة هو تصميم هوائي يناسب سماعة الرأس دون تغطية أي من الكاميرات أو إعاقة عملياتها. وهذا مهم للغاية ، لأننا نحتاج إلى استخدام جميع المواصفات الموجودة على الحاجب”.
أخذ الفريق هوائيًا حلقيًا بسيطًا وخفيف الوزن وجربه عن طريق تقليص الهوائي (تغيير عرضه تدريجيًا) وإضافة فجوات ، وكلاهما من التقنيات التي تعزز عرض النطاق الترددي. نظرًا لأن الهوائيات تعمل عادةً في الهواء الطلق ، فقد قام الباحثون بتحسينها لإرسال واستقبال الإشارات عند توصيلها بقناع سماعة الرأس.
بمجرد أن يقوم الفريق ببناء هوائي فعال ، ركزوا على استخدامه لتوطين العناصر التي تحمل علامات RFID.
لقد استفادوا من تقنية تُعرف باسم رادار الفتحة الاصطناعية (SAR) ، والتي تشبه طريقة تصوير الطائرات للأشياء على الأرض. يأخذ X-AR القياسات بهوائي من نقاط مراقبة مختلفة بينما يتحرك المستخدم في جميع أنحاء الغرفة ، ثم يجمع هذه القياسات. وبهذه الطريقة ، فإنها تعمل كمصفوفة هوائي حيث يتم الجمع بين القياسات من هوائيات متعددة لتحديد موقع الجهاز.
يستخدم X-AR البيانات المرئية من قدرة التتبع الذاتي لسماعة الرأس لإنشاء خريطة للبيئة وتحديد موقعها داخل تلك البيئة. أثناء سير المستخدم ، يحسب احتمال علامة RFID في كل موقع. سيكون الاحتمال أعلى في الموقع الدقيق للعلامة ، لذلك يستخدم هذه المعلومات للتركيز على الكائن المخفي.
“بينما كان يمثل تحديًا عندما كنا نصمم النظام ، وجدنا في تجاربنا أنه يعمل بشكل جيد مع الحركة البشرية الطبيعية. ولأن البشر يتحركون كثيرًا ، فإنه يسمح لنا بأخذ قياسات من العديد من المواقع المختلفة وتحديد موقع بدقة البند ، “يقول دودز.
بمجرد أن يقوم X-AR بترجمة العنصر ويختاره المستخدم ، يجب أن تتحقق سماعة الرأس من أن المستخدم قد أمسك بالكائن الصحيح. ولكن المستخدم الآن يقف ثابتًا ولا يتحرك هوائي سماعة الرأس ، لذا لا يمكنه استخدام SAR لتحديد موقع العلامة.
