Jak technologie mění naše vnímání světa: Senzory všude kolem nás

V dnešním světě se stále více spoléháme na technologie, které nám pomáhají lépe porozumět a interagovat se světem kolem nás. Senzory jsou právě jedním z těchto klíčových nástrojů. Tyto sofistikované zařízení můžeme nalézt téměř všude – od našich chytrých telefonů a automobilů až po vesmírné satelity či autonomní vozidla. Senzory hrají klíčovou roli v mnoha oblastech vědy, inženýrství, technologií a výzkumu, pomáhají nám sledovat a analyzovat složité systémy, od zdravotního stavu jednotlivců až po globální klimatické změny a slouží také pro mnohé měření a analýzy. Lze tedy říct, že kdyby nebylo senzorů, o současném světě bychom toho věděli jenom velmi málo.

Senzory a klimatické změny

Brent Minchew, asistent profesora na Katedře země, atmosféry a planetárních věd (EAPS) na Massachusettském technologickém institutu (MIT), představil na sympoziu (akademickém formálním setkání odborníků) Ambient Sensing fascinující aplikaci senzorů. Minchew a jeho tým využívají dálkové snímání k pochopení toku, deformace a praskání ledovcového ledu a jak tyto aspekty přispívají ke zvyšování hladiny moře.

Tato práce je skvělým příkladem toho, jak senzorové technologie mohou překlenout obrovské měřítkové rozdíly. Minchew spolu se svým týmem shromažďují informace ze satelitů nacházejících se ve výšce 700 kilometrů nad zemským povrchem. Tyto získané údaje pak využívají k analýze procesů probíhajících na atomové úrovni uvnitř ledovcovů.

Od vzduchu k moři: Robotická mořská vozidla

Michael Benjamin, hlavní výzkumný vědec na Katedře strojírenství na MIT, měl rozhovor na téma své práce týkající se robotických mořských vozidel. Tyto roboti jsou navrženy pro prozkoumávání a monitorování oceánů a pobřežní mořských prostředí.

Robotické platformy, fungující jako dálkové senzory, jsou schopné provádět detekci v prostředích, která jsou pro běžnou posádkou vybavené lodě příliš riziková, komplikovaná nebo finančně náročná. Bez použití senzorů by roboti nebyli schopní určit svou polohu, vyhýbat se neviditelným překážkám nebo sbírat potřebné informace.

Pod vodou a ve vesmíru

Fadel Adib, docent v Programu mediálních umění a věd a na Katedře elektrotechniky a informatiky (EECS) na MIT, kromě toho, také pracuje na senzorech pod vodou. Adib a jeho tým vyvinuli podvodní senzor, který odráží akustické signály místo toho, aby je musel sám generovat, což je mnohem energeticky úspornější. Akustické vlny, které podvodní senzor využívá mohou pocházet od mořských živočichů, včetně velryb a delfínů, nebo mořských vln. Senzor je tak schopný využívat přirozené zdroje akustických vln, namísto umělého vytváření si svých vlastních.

Tento přístup má obrovský potenciál pro dlouhodobé sledování podmořského prostředí. Senzory mohou být použity pro studium klimatu, objevování nových oceánských druhů živočichů či proudů, sledování akvakulturních farem pro podporu potravinové bezpečnosti. Nově vyvinuté senzory však nemusí najít své užití jen v ocenských sférách, významnou roli mohou také hrát ve vesmírných zařízeních, nových technologiích apod.

Senzory v praxi: Veřejná doprava a automobilový průmysl

James Kinsey, generální ředitel společnosti Humatics, původně pracoval ve světě podvodních senzorů a nyní využívá své znalosti oceánských senzorů ve dvou různých oblastech: ve veřejné dopravě a ve výrobě automobilů. „Všechna ta data ze senzorů v oceánech mají svou hodnotu tehdy, když je můžete geolokačně zpracovat,“ vysvětlil Kinsey. „Čím přesněji a precizněji jsou data zpracováná, tím lépe můžete začít vytvářet 3D prostor jednotlivých lokacích, z níž byla data přijata.“ To se poté hodí zejména pro analyzování hlubokých vod oceánů, kde běžné senzory přestávají fungovat. 

Kinsey mimo jiné hovořil o automatizaci montážních linek vozidel s milimetrovou přesností, kdy pro tento účel mají být použita zejména pro robotická ramena. U vlaků metra vyzdvihl výhody snímacích systémů, díky nimž lze lépe detekovat polohu vlaku, a tím i navýšit bezpečnost cestujících a pracovníků, kteří mají lepší povědomí o situaci. „Přesné určování polohy mění svět,“ doplnil. 

Výzvy a budoucnost senzorických technologií

Během dvou diskusních panelů, které moderovala Anthony, prezentéři debatovali o způsobech, jakými senzorické technologie interagují se světem. Diskutovali o výzvách spojených s designem hardwaru, výrobou, balením, snižováním nákladů a škálovatelností výroby. Shodli se na tom, že pro efektivní vizualizaci a rychlou asimilaci dat je nezbytné využití hardwarových a softwarových technologií.

Sympozium Ambient Sensing bylo vysíláno živě z MIT.nano Immersion Lab. Tento unikátní výzkumný prostor, umístěný ve třetím patře budovy MIT.nano, nabízí prostředí, které umožňuje propojení fyzického a digitálního světa. Slouží k vizualizaci dat, prototypování pokročilých nástrojů pro rozšířenou a virtuální realitu (AR/VR) a k vývoji nových konceptů softwaru a hardwaru pro ponořené zážitky.

Snímání pohybu v prostoru

Během prezentace aktuálních projektů v Immersion Lab se Anthony a výzkumný vědec Praneeth Namburi spojili s bývalým trenérem šermu Robertem Huppem, aby v reálném čase demonstrovali technologii pro imerzní trénink sportovců. Využili bezdrátové snímače umístěné na šermířském elpíčku (specifickém typu kordu) a snímače OptiTrack pro sledování pohybu po celém prostoru. Začátečnický šermíř, vybavený oblekem pro snímání pohybu a náhlavní soupravou pro rozšířenou realitu (AR), se postavil proti virtuálnímu oponentovi, zatímco Namburi monitoroval jeho postoj na počítači. Hupp byl poté schopen na základě získaných dat v reálném čase instruovat šermíře, jak vylepšit své pohyby.

Anthony to okomentoval: „Tato akce představila možnosti Immersion Lab a práci, která se na MIT provádí v oblasti senzoriky, včetně využití senzorů, analýzy dat a vizualizace dat. Mnoho našich řečníků zdůraznilo hodnotu spolupráce a integrace různých disciplín pro pokrok v oblasti ambientního snímání (sběr informací o fyzickém prostředí) a sběru dat pro řešení společenských výzev. Budu se těšit na přivítání dalších akademických a průmyslových výzkumníků v Immersion Lab, kde jim budeme moci poskytnout podporu v podobě našich pokročilých hardwarových a softwarových technologií.“

Jakou roli hrají senzory ve světě AI?

Senzory hrají klíčovou roli také v oblasti umělé inteligence (AI). AI systémy závisí na kvalitních datech pro své učení a vývoj, a právě senzory jsou jedním z hlavních zdrojů těchto dat. Ať už se jedná o obrazové senzory v autonomních vozidlech poskytující informace pro systémy strojového vidění, nebo o senzory teploty a vlhkosti v inteligentních domácnostech, díky nimž může AI optimalizovat energetickou efektivitu. Jak je tedy patrné senzory jsou základním stavebním kamenem pro AI systémy – přeneseně by se dalo říct, že senzory u umělé inteligence zastávají smyslové vnímání u lidí. 

Díky senzorům může AI vnímat a interagovat se světem kolem sebe, což umožňuje vytváření sofistikovanějších a užitečnějších aplikací, které lépe reagují na okolní podněty. V budoucnu se očekává, že význam senzorů pro AI bude i nadále růst spolu s tím, jak se budou vyvíjet nové a pokročilejší systémy, vyžadující detailnější reprezentaci a analýzu dat..

V tomto článku jsem se mohli podívat na to, jak dalekou cestu jsme již ušliv oblasti senzorických technologií, a jak mohou tyto technologie ovlivnit naše životy, včetně světa kolem nás. Od monitorování klimatických změn až po vývoj robotických mořských vozidel, senzory hrají klíčovou roli ve výzkumu a inovacích. Ať už jde o sledování ledovců z vesmíru nebo vývoj podvodních kamer bez baterií, možnosti jsou téměř nekonečné.