Come l'intelligenza artificiale rende più nitide le immagini sfocate della visione termica

La visione termica convenzionale raffigura questa scena notturna di una strada forestale in grigi spettrali (in alto). Una nuova tecnologia assistita dall'intelligenza artificiale acquisisce dati termici e crea un'immagine più nitida (in basso). Il sistema aggiunge colore in base agli oggetti rilevati, ad esempio ombreggiando il blu dell'acqua.

F. Bao et al/Natura 2023

Di Luis Melecio-Zambrano

24 agosto 2023 alle 14:00

Le figure sfocate e spettrali tipiche delle immagini termiche potrebbero diventare un ricordo del passato. Abbinando l'intelligenza artificiale e la visione termica, gli scienziati possono realizzare immagini nitide e dettagliate, anche al buio. La tecnica potrebbe un giorno contribuire a migliorare la capacità dei veicoli a guida autonoma di navigare di notte. L'imaging termico, spesso utilizzato nei sistemi di visione notturna, funziona rilevando le fonti di calore. Le immagini a infrarossi sono sfocate a causa di un fenomeno chiamato ghosting. Il calore di un oggetto travolge ogni dettaglio sulla struttura dell'oggetto, proprio come accendere una luce rende difficile decifrare qualsiasi incisione su una lampadina.

Il fisico teorico Fanglin Bao della Purdue University di West Lafeyette, Indiana, e colleghi hanno utilizzato una termocamera in grado di distinguere tra diverse lunghezze d'onda della luce infrarossa. I ricercatori hanno accoppiato la fotocamera con un programma per computer che utilizza l’intelligenza artificiale per districare le informazioni dal dispositivo per rivelare la temperatura, la consistenza e il tipo di materiale degli oggetti in un’immagine. Questa tecnica ha dipinto immagini luminose e dettagliate da scene buie e notturne, riferisce il team il 26 luglio su Nature.

"Non vi è alcuna restrizione alle condizioni meteorologiche avverse o agli scenari notturni", afferma l'ingegnere elettrico Muhammad Ali Farooq dell'Università di Galway in Irlanda, che non è stato coinvolto nello studio. "Puoi ottenere dati molto buoni e molto nitidi anche in condizioni di scarsa illuminazione."

La tecnica può anche misurare la distanza con la stessa precisione degli attuali metodi basati su telecamere. Ciò significa che potrebbe essere utilizzato nei veicoli a guida autonoma, che devono sapere quando frenare per evitare di causare un incidente (SN: 10/12/18).

Gli attuali veicoli a guida autonoma spesso misurano la distanza facendo rimbalzare i segnali sugli oggetti, in modo simile a come funziona il sonar. Molte auto autonome che emettono segnali potrebbero confondersi a vicenda. Poiché la nuova tecnica non ha bisogno di inviare un segnale, potrebbe essere più sicuro espandersi in un mondo con più auto a guida autonoma, dicono i ricercatori.

Anche così, la tecnologia non arriverà presto nelle strade trafficate. La fotocamera è pesante, circa mezzo metro su ciascun lato ed è costosa: costa più di 1 milione di dollari, dice Bao. E catturare ogni immagine richiede circa un secondo, un tempo troppo lento per un veicolo a guida autonoma che deve rispondere alle situazioni in tempo reale.

Tuttavia, Bao non vede l’ora di vedere le versioni di questa tecnologia che potrebbero essere utili per i veicoli o i robot a guida autonoma in futuro. "Noi esseri umani abbiamo un pregiudizio evolutivo verso la luce", dice. “Ma si scopre che l’intelligenza artificiale può superare questa dicotomia di lunga data tra giorno e notte”.

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F.Bao et al. Rilevamento e misurazione assistiti dal calore. Natura. vol. 619, 26 luglio 2023, pag. 743.doi: 10.1038/s41586-023-06174-6.

Luis Melecio-Zambrano è lo stagista di scrittura scientifica dell'estate 2023 presso Science News. Stanno terminando il loro master in comunicazione scientifica presso l'Università della California, a Santa Cruz, dove hanno riferito su questioni di giustizia ambientale e agricoltura.

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