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Mit einer einfachen Webcam lässt sich um jede Ecke schauen

Matt Simon 11.10.2017 Lesezeit 3 Min

Ohne ein Periskop war es bisher nicht so einfach möglich, um Ecken zu sehen. Forscher am MIT haben jetzt eine Methode entwickelt, genau das zu tun. Dabei haben sie sich eine besondere Eigenschaft des Lichts zunutze gemacht.

Roboter beherrschen viele gute Tricks. Sie können zum Beispiel mit Leichtigkeit auf einem Bein hüpfen. Oder sie können sich selbst Kinderspiele beibringen. Oder sogar durch eines von San Franciscos chaotischsten Vierteln rollen, um Falafel zu liefern. Etwas, was sie allerdings bisher nicht schaffen: um Ecken zu schauen.

Vielleicht können sie es bald: Forscher am Labor für Computer Science und AI des MIT haben eine clevere und erstaunlich einfache Methode entwickelt, den Blick abknicken zu lassen. Dabei hilft den Wissenschaftlern eine Eigenschaft des Lichts.

Man muss sich einen L-förmigen Gang vorstellen. Dann betrachtet man jene Stelle, an der die innere Ecke des Gangs den Boden berührt. Es ist nicht zu sehen, was sich hinter der Ecke befindet, aber man kann das Licht sehen, das von der anderen Seite im rechten Winkel auf den Boden scheint. Solange sich hinter der Ecke nicht nur eine einzige Lichtquelle wie zum Beispiel eine Taschenlampe befindet, fallen keine Schatten mit harten Kanten. Eher ist eine Art Verlauf zu sehen der Nicht-ganz-Schatten sondern etwas verschwommen ist. Das bezeichnet man als Penumbra. Jeder der eine Ecke mit geeignetem Licht hat, kann dieses Phänomen selbst beobachten.

In dieser Penumbra passiert viel: Es ist eine Reflexion – eine niedrig aufgelöstes Bild des Geschehens hinter der Ecke. Diesen Effekt gibt es dank des Sonnenlichts auch draußen. Wer eine Kamera auf die Penumbra hält und die Farben verstärkt, kann so Objekte erkennen, die eigentlich von der Wand verdeckt werden.

Läuft etwa jemand mit einem hellroten Shirt vorbei, wird das rote Licht in der Penumbra reflektiert. „Aber es wird eben auch das Licht der Sonnenstrahlung blockiert, daher bekommt man dann diesen dunklen Pfad“, sagt Bildverarbeitungs-Expertin Katie Bouman, Autorin einer Studie zu dieser Technologie.

Man kann die Bewegungen in der Penumbra mit bloßem Auge nicht sehen, weil die Veränderungen, die Bouman misst, nur in 0,1 Prozent des reflektierten Lichts vorkommen. Werden die Aufnahmen jedoch entsprechend nachbearbeitet, wird es möglich quasi um die Ecke zu sehen.

Die Methode ist so einfach, dass eine preiswerte Webcam ausreicht, um solche Bilder aufzuzeichnen. „Man stellt im Prinzip einfach ein Derivat her“, sagt Bouman. Sie meint damit ein 1-D-Video, das die Bewegungen der farbigen Pixel nachvollzieht. Der Nachteil: Die Kamera muss fest installiert sein, um die subtilen Veränderungen im Licht einzufangen. Aber Bouman und ihre Kollegen arbeiten gerade daran, das System mobil zu machen.

Solch eine Kamera könnte beispielsweise selbstfahrende Autos noch leistungsstärker machen. Deren Laser sind sehr gut darin, detaillierte Karten der Welt zu erstellen, aber nicht so gut, um Hindernisse zu erkennen. Auch für autonome Rollstühle wären diese Kameras eine gute Idee. Sie würden den Weg durch Bürogebäude und auf städtischen Gehwegen erleichtern. Dasselbe gilt für Pflegeroboter, die schon jetzt durch die Gänge von Krankenhäusern streifen. Die Fähigkeit, um Ecken zu sehen, könnte nicht zuletzt dabei helfen, dass die Falafel-Lieferung ohne Zwischenfall verläuft.

Dieser Artikel erschien zuerst bei WIRED.com
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