Sebuah mobil otonom tanpa sopir sedang melewati jalan di lingkungan yang berkelok-kelok, saat berbelok tajam menuju sebuah jalan di mana bola anak-anak baru saja menggelinding. Meski tidak ada orang di dalam mobil yang bisa melihat bola itu, mobil berhenti untuk menghindarinya. Ini karena mobil tersebut dilengkapi dengan teknologi laser yang sangat sensitif yang memantulkan benda-benda di dekatnya untuk dapat melihat pada segala penjuru.
Skenario ini adalah salah satu dari banyak yang oleh para peneliti di Stanford University bayangkan untuk sebuah sistem yang bisa menghasilkan gambar benda yang tersembunyi dari pandangan. Mereka berfokus pada aplikasi untuk kendaraan otonom, beberapa di antaranya sudah memiliki sistem berbasis laser yang serupa untuk mendeteksi benda-benda di sekitar mobil, namun penggunaan lainnya dapat mencakup melihat dibalik dedaunan dari kendaraan udara atau memungkinkan kemampuan tim penyelamat untuk menemukan orang yang terhalang dari pandangan oleh dinding dan reruntuhan.
“Kedengarannya seperti sulap tapi gagasan pencitraan non line of sight benar-benar layak dilakukan,” kata Gordon Wetzstein, asisten profesor teknik elektro dan penulis senior makalah yang menjelaskan karya ini, yang diterbitkan pada 5 Maret di Nature .
Melihat yang tak terlihat
Kelompok Stanford tidak sendirian dalam mengembangkan metode untuk memantulkan sinar laser di sekitar sudut untuk menangkap gambar objek. Dimana kemajuan lapangan penelitian ini merupakan algoritma yang sangat efisien dan efektif yang telah dikembangkan para peneliti untuk memproses gambar akhir.
“Tantangan substansial dalam pencitraan tidak saling berhadapan adalah mencari cara yang efisien untuk memulihkan struktur objek tersembunyi dari pengukuran,” kata David Lindell, mahasiswa pascasarjana di Stanford Computational Imaging Lab and co. -penulis makalah. “Saya pikir dampak besar dari metode ini adalah seberapa efisien komputasi tersebut”
Untuk sistemnya, para peneliti menetapkan laser di samping detektor foton yang sangat sensitif, yang dapat merekam bahkan sebuah partikel cahaya saja. Mereka menembakkan pulsa sinar laser menuju dinding dan -tak terlihat oleh kasat mata- sinyal tersebut memantul di antara benda-benda di sekitar sudut dan memantul kembali ke dinding dan akhirnya sampai ke detektor. Saat ini, pemindaian ini bisa memakan waktu dari dua menit sampai satu jam, tergantung kondisi seperti pencahayaan dan daya pantul objek tersembunyi.
Begitu pemindaian selesai, algoritma tersebut melepaskan jalur foton yang tertangkap dan menghasilkan gumpalan buram yang memerlukan banyak bentuk yang lebih tajam. Itu semua dilakukan dalam waktu kurang dari satu detik dan sangat efisien sehingga bisa berjalan di laptop biasa. Berdasarkan seberapa baik algoritma saat ini bekerja, para periset berpikir bahwa mereka dapat mempercepatnya sehingga hampir seketika setelah pemindaian selesai.
Menuju dunia nyata
Tim terus bekerja pada sistem ini, sehingga bisa lebih menangani variabilitas dunia nyata dan menyelesaikan pemindaian lebih cepat. Misalnya, jarak ke objek dan jumlah cahaya sekitar bisa menyulitkan teknologi mereka untuk melihat partikel cahaya yang dibutuhkannya untuk menyelesaikan objek yang tidak terlihat. Teknik ini juga bergantung pada analisis partikel cahaya yang tersebar yang sengaja diabaikan oleh sistem panduan yang saat ini ada di mobil – yang dikenal dengan sistem LIDAR.
“Kami percaya algoritma perhitungan sudah siap untuk sistem LIDAR,” kata Matthew O’Toole, seorang sarjana postdoctoral di Stanford Computational Imaging Lab dan co-lead author dari makalah tersebut. “Pertanyaan utamanya adalah kapan perangkat keras sistem LIDAR saat ini mendukung jenis pencitraan ini.”
Sebelum sistem ini jalan, itu juga harus bekerja lebih baik di siang hari dan dengan benda-benda bergerak, seperti bola memantul atau anak yang sedang berlari. Para peneliti menguji teknik mereka dengan sukses di luar tetapi hanya bekerja dengan cahaya tidak langsung.
Teknologi mereka benar-benar bekerja dengan baik memilih objek retroreflective, seperti pakaian keselamatan atau rambu lalu lintas. Para periset mengatakan bahwa jika teknologi diletakkan di mobil hari ini, mobil itu dapat dengan mudah mendeteksi hal-hal sebagaiman rambu-rambu jalan, rompi keselamatan atau penanda jalan, meski mungkin pelu usaha terkait orang yang mengenakan pakaian non-reflektif.
“Ini adalah langkah maju yang besar untuk bidang kami yang diharapkan akan bermanfaat bagi kita semua,” kata Wetzstein. “Ke depan, kami ingin membuatnya lebih praktis di ‘liar’.”
Wetzstein juga seorang asisten profesor, dengan sopan santun, dari ilmu komputer dan anggota Stanford Bio-X dan Stanford Neurosciences Institute.
