在雷達研究領(lǐng)域，初創(chuàng)公司NPS（Neural Propulsion Systems：神經(jīng)推進系統(tǒng)）利用數(shù)學(xué)上的突破，使雷達看得更快、更遠、更清楚。

NPS.ai公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官貝赫魯茲·雷茲瓦尼（Behrooz Rezvani）博士解釋了NPS的AtomicSense算法，該算法基于加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院科學(xué)家創(chuàng)建的Atomic Norm。

雷茲瓦尼此前創(chuàng)辦過電信業(yè)公司Ikanos（被高通公司收購）和Quantenna（被安森美半導(dǎo)體公司收購）。在他職業(yè)生涯的早期，他曾在通用電氣公司從事核磁共振成像系統(tǒng)工作，還在西門子辦公室從事高分辨率超聲波工作。

關(guān)于核磁共振和超聲波，他說：“這兩個系統(tǒng)在檢測信號是都存在根本性問題。在某種層面上，雷達也是一種發(fā)送信號并接收信號的系統(tǒng)?！?/p>

他在五年前創(chuàng)辦了NPS，主要用于搜救無人機，以便當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時，在肉眼無法看清的樹林深處艱難地帶找到人和動物。

“我意識到，這種想法背后的算法相當(dāng)復(fù)雜。因此，我最終與加州理工學(xué)院的巴巴克·哈希比（Babak Hassibi）教授取得了聯(lián)系，選擇了應(yīng)用于數(shù)學(xué)領(lǐng)域的最新突破——原子范數(shù)（Atomic Norm）?！?雷茲瓦尼說。

哈希比證實，將原子范數(shù)應(yīng)用于雷達是可能的。

AtomicSense的優(yōu)勢

雷茲瓦尼說，當(dāng)雷達信號返回時，它通常被混在一起，有很多噪音，因此，需要進行處理。

“你必須做大量的提取信號的工作。這與我們在核磁共振或超聲中所做的沒有什么不同。在我們?nèi)コ胁槐匾脑胍糁埃@些返回的信號無法理解，這就是雷達?！崩灼澩吣岜硎?。

他說，使用傳統(tǒng)的雷達，它會發(fā)送一連串的信號，等待信號回來，然后研究細節(jié)，弄清楚什么樣的目標和什么樣的物體產(chǎn)生了這些特征，進行破譯，得出10個或5個不同的結(jié)果對象。

“從根本上說，我們所做的是不同的，是基于空間和新的數(shù)學(xué)。它的出發(fā)性問題是：‘有多少個特征可以解釋這個圖像？’然后尋找所有可能的特征，促成最終的圖像。從本質(zhì)上講，我們從另一個方面解決這個問題?！?雷茲瓦尼解釋道。

也就是說，AtomicSense不是看單個物體，而是通過整個畫面來進行識別。在同一時間內(nèi)尋找電磁特征，尋找正在返回的信號。

“你希望能夠識別出300米外的街道中央帶著狗散步的行人，因為當(dāng)你以60-80公里/時的速度在街上行駛時，你不希望發(fā)生事故。而其他傳感器發(fā)現(xiàn)的的時候，通常已經(jīng)太晚了?！彼赋?。

他把以前的雷達系統(tǒng)稱為雷達2.0，把NPS的AtomicSense稱為雷達3.0。他們專注在原子神經(jīng)處理（Atomic neural processing），雷茲瓦尼認為，從根本上說，這比目前最先進的技術(shù)還要高出幾個量級。

NPS創(chuàng)建了一個四級自主傳感器融合平臺，利用其AtomicSense平臺測試多波段寬孔雷達以及相機和激光雷達（LiDAR）。

AtomicSense與激光雷達

雷茲瓦尼表示，AtomicSense雷達檢測比傳統(tǒng)雷達好十倍，而且做得和激光雷達一樣好。

“我們的重點主要在雷達上，因為我們認為攝像機會越來越好。因此，隨著時間的推移，可能不需要在方程式中同時使用相機和激光雷達。但這有可能在不久的將來發(fā)生變化?！彼a充說，“你不能用任何其他傳感器取代雷達，因為雷達獨有的工作方式——它解決了許多激光雷達和相機都無法解決的問題?！?/p>

AtomicSense平臺是一個基于原子范數(shù)的專利軟件平臺。它可以在低端GPU、中央處理器或通過邊緣計算運行。與之相比，激光雷達就昂貴很多了，因為它是基于機械光學(xué)件，必須非常精確。激光雷達對灰塵很敏感，維護費用也很高。

NPS AtomicSense雷達處理的另一個優(yōu)勢是，它比傳統(tǒng)平臺有更少的誤報，并提供更多的數(shù)據(jù)點，它在更多情況下更安全，可靠性更高。

根據(jù)雷茲瓦尼的介紹，它可以檢測到在600米處穿越十字路口的汽車，探測距離可以達到傳統(tǒng)雷達的2.5倍。

目前，NPS仍在不斷地測試其傳感器平臺。

“我們用這個平臺把所有的傳感器集中在一起，繼續(xù)進行研究。我們有一個多平臺系統(tǒng)，可以仔細觀察所有的場景，并決定哪一個需要改進?！?雷茲瓦尼說，“我們對整個自主性生態(tài)系統(tǒng)的最大增值是在雷達方面，它是目前的薄弱環(huán)節(jié)。我們正在用我們的軟件帶來突破性的進展。”

他介紹說，NPS可以用于汽車的信號處理軟件，也可以進行國防應(yīng)用，如雷神公司（美國的大型國防合約商）。使用AtomicSense，客戶可以使用更少的雷達來達到同樣的性能，或者有可能取代激光雷達以節(jié)省成本。

“我們的最終目標是拯救生命。” 雷茲瓦尼透露，“我們已經(jīng)和幾個客戶談過包括人工智能領(lǐng)域，汽車制造商以及Tier 1供應(yīng)商。此外，還有一些國防公司?！?/p>