Công nghệ mới giúp kiểm tra hàng hóa bên trong mà không cần mở hộp

[Thảo Nông]

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) vừa phát triển một công nghệ chụp ảnh 3D mới, có thể trao cho robot khả năng "nhìn xuyên thấu" các hộp hàng hay thậm chí là các bức tường mỏng. Công nghệ này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa ngành logistics và sản xuất, giúp phát hiện hàng hóa bị hư hỏng trước khi chúng được giao đến tay khách hàng.

Cánh tay robot gắn radar mmWave quét hộp carton, phục hồi mô hình 3D với độ chính xác cao hơn các hệ thống trước đó ​

Sóng milimet và khả năng "nhìn" không cần mở hộp​

Công nghệ mới này dựa trên việc sử dụng sóng milimet (mmWave), một dạng sóng điện từ có tần số từ 30 đến 300 GHz, thường được dùng trong radar và mạng 5G. Nhờ có bước sóng ngắn, sóng mmWave có khả năng xuyên qua các vật liệu phổ biến như nhựa, bìa carton hay vải, sau đó phản xạ lại từ vật thể bên trong mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Dựa trên các tín hiệu phản xạ đó, hệ thống có thể dựng lại hình ảnh ba chiều của vật thể bị che khuất.

Tuy nhiên, các công nghệ chụp ảnh mmWave trước đây thường chỉ tạo ra những hình ảnh thô sơ, không đủ chi tiết để nhận dạng vật thể nhỏ hoặc xác định các hư hỏng. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại MIT đã phát triển một thuật toán hoàn toàn mới có tên mmNorm.

mmNorm: Tái tạo hình ảnh 3D bằng cách phân tích độ cong bề mặt​

Thay vì chỉ ghi nhận các điểm phản xạ, hệ thống mmNorm có một cách tiếp cận thông minh hơn. Nó phân tích độ cong bề mặt của vật thể bằng cách thu nhận tín hiệu phản xạ từ nhiều hướng khác nhau. Một radar được gắn trên cánh tay robot sẽ di chuyển xung quanh hộp hàng, liên tục phát và nhận tín hiệu.

Thuật toán mmNorm sẽ tổng hợp dữ liệu từ tất cả các góc độ này để xây dựng một mô hình 3D hoàn chỉnh và chính xác về hình dạng của vật thể bên trong. Kết quả thử nghiệm cho thấy phương pháp này tạo ra các hình ảnh 3D có sai số thấp hơn khoảng 40% so với các công nghệ trước đó, đồng thời xác định vị trí của vật thể một cách chính xác hơn.

Hình ảnh 3D được phục dựng bằng sóng mmWave cho thấy cấu trúc vật thể nằm trong hộp kín ​

Thử nghiệm thành công và những ứng dụng đầy hứa hẹn​

Hệ thống đã được thử nghiệm với hơn 60 vật thể phổ biến như ly cốc, dụng cụ nhà bếp, và các công cụ điện. Kết quả cho thấy công nghệ này hoạt động tốt với nhiều loại vật liệu khác nhau và có khả năng ứng dụng thực tế rất lớn.

Trong ngành logistics và sản xuất, việc tích hợp công nghệ này vào các dây chuyền sẽ giúp robot có thể tự động xác định các sản phẩm bị lỗi, móp méo hoặc đóng gói sai quy cách, từ đó loại bỏ chúng trước khi được giao đến tay khách hàng. Trong môi trường nhà máy, robot có thể sử dụng công nghệ này để nhận diện và chọn đúng công cụ cần thiết từ một đống vật dụng hỗn hợp mà không cần sự hỗ trợ của con người.

Ngoài ra, nhóm phát triển cũng đề xuất các ứng dụng khác như tích hợp vào kính thực tế tăng cường (AR) để hỗ trợ các kỹ sư trong việc lắp đặt kỹ thuật, hay cải thiện khả năng của các máy quét an ninh tại sân bay.

Dù vẫn còn một số hạn chế khi xử lý các vật thể có độ phản xạ thấp hoặc bị che bởi các lớp vật liệu quá dày, đội ngũ nghiên cứu tại MIT vẫn đang tiếp tục hoàn thiện thuật toán để tăng độ phân giải và cải thiện khả năng tái dựng. Sự kết hợp giữa sóng mmWave và robot tự động đang mở ra một hướng đi mới cho ngành kiểm định và quản lý chất lượng trong sản xuất hiện đại.