L'ETH balla con Google Tango
Con il "Progetto Tango", Google collabora con le scuole universitarie per sviluppare dispositivi mobili in grado di percepire l'ambiente in tre dimensioni e di consentire la navigazione in ambienti chiusi. I primi dispositivi saranno immessi sul mercato l'anno prossimo. L'ETH di Zurigo svolge un ruolo chiave nel progetto.
Uno smartphone con funzione di navigazione che ci indica la strada per i cornflakes in un centro commerciale. Uno che ci mostri realisticamente l'aspetto di un divano che non abbiamo ancora comprato nelle nostre quattro mura. O uno che possa guidare i non vedenti, come fanno attualmente i cani. Tutto questo potrebbe presto diventare realtà. Un gruppo di progetto del gigante di Internet Google sta collaborando, tra gli altri, con produttori di hardware e istituti di ricerca pubblici per sviluppare un dispositivo mobile di questo tipo e il relativo software. I professori dell'ETH Marc Pollefeys e Roland Siegwart e i loro collaboratori svolgono un ruolo chiave in questo sviluppo, noto come "Progetto Tango".
La funzione chiave del nuovo dispositivo è la capacità di catturare l'ambiente circostante in modo dettagliato e in tempo reale in tre dimensioni. Per fare questo, non ha solo una fotocamera e un sensore di accelerazione e rotazione, come tutti gli smartphone di oggi. Al contrario, è dotato di una seconda fotocamera e di una fonte di luce a infrarossi. Quest'ultima proietta sull'ambiente circostante un disegno invisibile all'occhio umano. Questo viene catturato da una delle due fotocamere. Il dispositivo può utilizzare questi dati e quelli del sensore di accelerazione e rotazione per calcolare informazioni spaziali dettagliate.
Google ha già prodotto dei prototipi. Diversi scienziati dell'ETH di Zurigo li stanno utilizzando per le loro ricerche e stanno lavorando per migliorare i loro algoritmi. Google ha annunciato che il primo dispositivo sarà disponibile sul mercato il prossimo anno. Si tratterà di un tablet con sistema operativo Android.
Combinare il mondo virtuale e quello reale
"Non ci sono limiti alle possibilità di utilizzo di questo dispositivo e delle sue informazioni 3D", afferma Roland Siegwart, professore di sistemi autonomi e Vicepresidente per la ricerca e le relazioni aziendali dell'ETH di Zurigo. "? possibile sviluppare un numero incredibile di applicazioni basate su questo dispositivo. Il dispositivo potrebbe aprire possibilità completamente nuove per i giochi per computer, ad esempio: Il contenuto virtuale dei giochi potrebbe essere inserito nell'ambiente reale ripreso dalla telecamera sullo schermo. I giocatori potrebbero utilizzare un telefono cellulare per muoversi in ambienti reali potenziati virtualmente, con i personaggi e gli oggetti virtuali che si muovono con loro sullo schermo. Questa combinazione di mondi virtuali e reali sarebbe interessante anche per le visualizzazioni di interior design.
L'utente può anche creare le proprie mappe 3D o scaricare mappe create da altri e utilizzarle sul dispositivo. Confrontando l'ambiente circostante con i dati cartografici memorizzati, il dispositivo è in grado di localizzarsi, consentendo una navigazione simile al GPS, anche in ambienti chiusi. Al contrario, il GPS reale non funziona in ambienti chiusi, perché i dati satellitari utilizzati per questo scopo non possono essere ricevuti.
Vantaggi rispetto al GPS
Simon Lynen, dottorando del gruppo di Siegwart, ha contribuito a sviluppare la funzione mappa del dispositivo Tango. L'ha utilizzata per mappare le strade di Zurigo con un prototipo montato su un casco da bicicletta. In questo modo ha dimostrato che la tecnologia può essere utilizzata anche all'aperto per navigare su distanze di diversi chilometri. "La nostra tecnologia ha anche un vantaggio rispetto al GPS utilizzato oggi nelle aree esterne: il GPS fornisce solo la posizione, mentre la nostra tecnologia registra anche la direzione della vista delle telecamere", spiega Lynen. In questo modo è possibile, ad esempio, visualizzare le informazioni in base alla direzione di visione. Inoltre, la nuova tecnologia consente una localizzazione circa dieci volte più precisa rispetto al GPS, almeno nell'ambito limitato delle mappe locali esistenti.
L'esperienza dell'ETH risiede anche nella capacità del dispositivo di localizzarsi in una frazione di secondo dopo l'avvio o quando necessario, confrontandosi con le mappe memorizzate. I dottorandi dell'ETH stanno attualmente lavorando all'elaborazione di una soluzione che consenta al dispositivo di acquisire informazioni 3D sull'ambiente circostante, qualora non sia in grado di analizzare il modello a infrarossi proiettato a causa, ad esempio, della forte luce solare. "Il dispositivo utilizza una sequenza di immagini 'normali' dalla fotocamera per catturare le informazioni sulla profondità, in modo simile a quanto facciamo noi umani muovendo la testa", spiega Marc Pollefeys, professore di informatica.
Correggere le deviazioni
I ricercatori del Fare all'ETH stanno anche concentrando la loro attenzione sulla correzione degli errori di localizzazione. Piccoli errori possono essere dovuti a imprecisioni nelle misurazioni. Questi si sommano quando un utente si muove per lungo tempo attraverso corridoi o strade. Questo può portare a una discrepanza tra la posizione calcolata e quella effettiva del dispositivo mobile. Gli scienziati dell'ETH stanno ora lavorando all'obiettivo di correggere tali deviazioni utilizzando i dati delle immagini memorizzate nel dispositivo mobile: Se l'utente torna in un luogo in cui è già stato, il dispositivo lo riconosce e può azzerare qualsiasi deviazione.
I gruppi di Pollefeys e Siegwart hanno già acquisito in passato una grande esperienza nell'ottenimento di dati spaziali geometrici da informazioni visive, ad esempio nei progetti sFly sulla navigazione autonoma di robot volanti e V-Carica per il parcheggio delle auto senza conducente. Marc Pollefeys e il suo gruppo hanno anche sviluppato un'app che trasforma uno smartphone in un parcheggio senza conducente. Scanner 3D fa. "La nostra comprovata esperienza in questo campo è probabilmente anche il motivo per cui Google ci ha chiesto di collaborare a Project Tango", dice Siegwart. Pollefeys aggiunge: "Tutti questi progetti hanno basi correlate. I nostri collaboratori possono quindi contribuire a Project Tango con le competenze acquisite nei progetti precedenti".
