Gleanmer è il nome del chip che potrebbe cambiare il modo in cui i piccoli droni si muovono nel mondo, e arriva dai laboratori del MIT. Si tratta di un sistema su chip capace di creare mappe tridimensionali dell’ambiente circostante in tempo reale, consumando appena 6 milliwatt. Un dato che, detto così, magari non dice molto, ma che diventa enorme quando si pensa a quanto poco margine hanno i robot di piccole dimensioni in fatto di batteria e peso. Meno consumi significa più autonomia, e più autonomia vuol dire poter lavorare più a lungo anche dove lo spazio è davvero ridotto.
A cosa serve un chip che consuma quasi nulla
La tecnologia è stata pensata proprio per quegli scenari in cui ogni grammo e ogni milliwatt fanno la differenza. Parliamo di condotti di ventilazione industriali, magazzini automatizzati, gallerie e ambienti confinati di vario tipo, posti dove riconoscere un ostacolo al momento giusto può evitare guai seri. Il gruppo del MIT immagina però anche un altro impiego, forse meno scontato. I visori per realtà aumentata di nuova generazione potrebbero sfruttare questo chip per mappare gli spazi interni senza prosciugare la batteria nel giro di poco. Insomma, le applicazioni vanno ben oltre i droni veri e propri.
La parte tecnica interessante riguarda il modo in cui questi spazi vengono rappresentati. Di solito si usano mappe costruite con milioni di piccoli voxel, una soluzione precisa ma molto pesante. Qui invece il sistema sfrutta forme ellissoidali chiamate Gaussiane, che permettono di descrivere superfici curve e spazi aperti con una quantità di dati nettamente inferiore. Risultato? Meno memoria occupata e meno energia richiesta. A dare una mano c’è anche un algoritmo, battezzato GMMap, che elabora le immagini di profondità in un solo passaggio. Le informazioni raccolte vengono praticamente cancellate subito dopo l’elaborazione, così non restano lì a ingombrare la memoria senza motivo.
I numeri dei test e le prossime mosse
I ricercatori hanno anche messo a punto un metodo che unisce in automatico le rappresentazioni duplicate degli stessi oggetti visti da angolazioni diverse, senza dover rianalizzare da capo le immagini originali. Tutto questo consente di tenere gran parte dei dati direttamente nella memoria integrata del chip, molto più efficiente rispetto al ricorso continuo a memoria esterna. Nei test, condotti su diversi ambienti registrati in precedenza, Gleanmer ha costruito mappe 3D dettagliate in tempo reale consumando circa 6 milliwatt. Per dare un’idea, si tratta di appena il 2,5% dell’energia che richiedono i migliori chip oggi progettati per la mappatura.
Non è finita qui. Il sistema è riuscito a ricostruire ostacoli e spazi liberi usando il video in diretta arrivato dalla fotocamera di un iPhone. E sfruttando quelle rappresentazioni compatte basate sulle Gaussiane durante la pianificazione del percorso, i robot possono calcolare tragitti privi di collisioni consumando circa il 20% rispetto ai metodi tradizionali. La ricerca è stata presentata durante l’IEEE Very Large-Scale Integrated Circuits Symposium, e il team del MIT sta già lavorando a nuove evoluzioni. Tra le ipotesi sul tavolo c’è anche l’applicazione della tecnologia all’elaborazione di disegni tecnici e schemi complessi, un terreno tutto da esplorare.