MIT presenta Gleanmer, il chip da 6 mW per la mappatura 3D in tempo reale

Il futuro dei piccoli droni autonomi passa anche dall'efficienza energetica. Un gruppo di ricercatori del MIT ha infatti sviluppato Gleanmer, un innovativo sistema su chip capace di creare mappe tridimensionali dell'ambiente circostante in tempo reale consumando appena 6 milliwatt. Un risultato che potrebbe ampliare notevolmente le capacità di droni e robot di dimensioni ridotte, consentendo loro di operare più a lungo e con maggiore sicurezza anche in spazi stretti e complessi. La tecnologia è pensata per applicazioni dove peso, autonomia e consumi rappresentano fattori determinanti. Tra gli scenari possibili figurano condotti di ventilazione industriali, magazzini automatizzati, gallerie e altri ambienti confinati nei quali il riconoscimento degli ostacoli è fondamentale. Il team ritiene inoltre che il chip possa trovare spazio anche nei visori per realtà aumentata di nuova generazione, permettendo loro di mappare gli ambienti interni senza incidere pesantemente sulla durata della batteria. Uno degli aspetti più interessanti del progetto riguarda il modo in cui vengono rappresentati gli spazi. Invece di utilizzare le tradizionali mappe basate su milioni di piccoli voxel, il sistema impiega forme ellissoidali chiamate Gaussiane. Questa soluzione consente di descrivere superfici curve e spazi aperti con una quantità di dati decisamente inferiore, riducendo sia il fabbisogno di memoria sia il consumo energetico. A supportare il chip c'è anche un algoritmo denominato GMMap, progettato per elaborare le immagini di profondità in un unico passaggio. In questo modo le informazioni raccolte vengono eliminate quasi subito dopo l'elaborazione, evitando di occupare memoria inutilmente. I ricercatori hanno inoltre sviluppato un metodo che unisce automaticamente le rappresentazioni duplicate degli stessi oggetti osservati da prospettive differenti, senza dover rianalizzare le immagini originali. Queste scelte progettuali permettono di mantenere gran parte dei dati direttamente nella memoria integrata del chip, molto più efficiente rispetto all'utilizzo continuo di memoria esterna. Nei test effettuati su diversi ambienti registrati in precedenza, Gleanmer è riuscito a costruire mappe 3D dettagliate in tempo reale consumando circa 6 milliwatt, pari a circa il 2,5% dell'energia richiesta dai migliori chip attualmente progettati per la mappatura. Il sistema è stato anche in grado di ricostruire ostacoli e spazi liberi utilizzando dati video in diretta provenienti dalla fotocamera di un iPhone. Riutilizzando le rappresentazioni compatte basate sulle Gaussiane durante la pianificazione del percorso, i robot possono calcolare tragitti privi di collisioni con un consumo energetico pari a circa il 20% rispetto ai metodi tradizionali. La ricerca è stata presentata durante l'IEEE Very Large-Scale Integrated Circuits Symposium e il gruppo del MIT sta già valutando nuove evoluzioni della tecnologia, comprese possibili applicazioni nell'elaborazione di disegni tecnici e schemi complessi.