Progettare macchine che vedono, comprendono e interpretano il loro ambiente
Immaginate un pedone che non stacca gli occhi dallo schermo del cellulare mentre attraversa la strada, non prestando alcuna attenzione al semaforo rosso. Un’automobile si avvicina, il conducente forse si sente un po’ assonnato per aver dormito troppo poco e non riesce ad arrestarsi immediatamente. Come si può evitare un incidente in una situazione simile? Dai sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) che aiutano i conducenti a guidare un veicolo, ai droni per ricerca e salvataggio, fino all’immaginografia medica a raggi X, le tecnologie integrate di visione sono sempre più usate in una vasta gamma di applicazioni. Esse coinvolgono l’integrazione della visione artificiale in macchine che utilizzano algoritmi per decodificare il significato mediante l’osservazione di schemi di pixel in immagini o video. Per essere in grado di interpretare correttamente il loro ambiente usando complessi input visivi, i sistemi di visione integrati necessitano di una grande potenza di elaborazione. Oltre al consumo energetico, i progettisti di tali sistemi integrati devono superare altri vincoli tecnici quali ad esempio costo, dimensioni, peso e rumore acustico. Il progetto TULIPP, finanziato dall’UE, ha affrontato queste difficoltà e ha sviluppato una piattaforma di riferimento per i progettisti di sistemi basati sulla visione. La soluzione TULIPP aiuterà «i progettisti di prodotti per la visione artificiale ad affrontare senza difficoltà le sfide combinate dei vincoli di progettazione relativi a bassa potenza, scarsa latenza, elevate prestazioni ed elaborazione delle immagini in tempo reale», come affermato in un comunicato stampa.
Casi reali
La piattaforma di riferimento TULIPP comprende un intero kit di sviluppo e casi d’uso reali. Il kit include «una scheda di calcolo integrata multicore basata su FPGA, un sistema operativo parallelo in tempo reale e una toolchain di sviluppo con linee guida», secondo lo stesso comunicato stampa. Un dispositivo FPGA (Field Programmable Gate Array) è un circuito integrato che può essere programmato o riprogrammato per la funzionalità o applicazione richiesta dopo la fabbricazione. I casi d’uso riguardano «immaginografia medica a raggi X, sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) automobilistici e velivoli senza pilota (UAV)». L’applicazione per l’immaginografia medica a raggi X punta a migliorare l’efficienza chirurgica con il caso d’uso della macchina radiologica con braccio a C mobile. Questo dispositivo mostra una vista interna del corpo del paziente in tempo reale durante l’operazione chirurgica, consentendo al medico di effettuare incisioni piccolissime con maggiore precisione. Questo porta a tempi di recupero più brevi, «riduce i rischi di malattie ospedaliere e abbassa del 75 % le dosi di radiazioni a cui sono esposti i pazienti e il personale», aggiunge il comunicato stampa. Attraverso la sua applicazione per il rilevamento dei pedoni, il caso d'uso degli ADAS «ottiene un tempo di elaborazione per fotogramma di 66ms, ciò significa che l’algoritmo raggiunge l’obiettivo di elaborare ogni seconda immagine quando la telecamera funziona a 30Hz». Nel caso d’uso degli UAV, TULIPP stima le immagini di profondità provenienti da un sistema con telecamere stereo orientato nella direzione di volo. «Anche se parliamo di droni autonomi, la maggior parte dei sistemi attuali è ancora pilotata a distanza da operatori umani. Il caso d’uso utilizza mappe di disparità, calcolate a partire dalle immagini della telecamera, per localizzare ostacoli nella rotta di volo e per far curvare automaticamente lo UAV attorno ad essi. Si tratta di un elemento essenziale in vista di droni del tutto autonomi». Il progetto triennale TULIPP (Towards Ubiquitous Low-power Image Processing Platforms) si è concluso nel mese di gennaio del 2019. Esso si è concentrato sullo sviluppo di sistemi integrati ad alte prestazioni ed efficienti in termini energetici per la crescente varietà di applicazioni di elaborazione delle immagini sempre più complesse che emergono all’interno di vari settori industriali. Per ulteriori informazioni, consultare: sito web del progetto TULIPP
Paesi
Francia
