Autonomní auta by mohla brzy dostat výrazně lepší „zrak“
Vygenerováno v Nano Banana Pro
MIT zmenšil „oči“ autonomních aut. Nový lidarový čip slibuje levnější i přesnější senzory
Autonomní auta by mohla brzy dostat výrazně lepší „zrak“. Výzkumníci z MIT vyvinuli polovodičový čip, který řeší dlouhodobý problém lidarových senzorů a otevírá cestu k levnějším, menším a přesnějším zařízením.
bac
Lidar patří vedle kamer a radarů mezi nejdůležitější technologie autonomního řízení. Pomocí laserových paprsků vytváří trojrozměrnou mapu okolí, díky které automobil rozpozná ostatní vozidla, chodce nebo překážky na silnici. Současné systémy jsou ale často velké, drahé a spoléhají na mechanické části, které se časem opotřebovávají.
Právě to chce změnit tým výzkumníků z Massachusettského technologického institutu (MIT). Ti vyvinuli nový fotonický čip, který dokáže řídit laserové paprsky čistě elektronicky. Lidar tak nepotřebuje žádné rotující zrcadlo ani otočný mechanismus, což může výrazně snížit výrobní náklady, spotřebu energie i riziko poruch. Studie byla publikována v odborném časopise Nature Communications.
Srdcem celé technologie je křemíkový fotonický čip osazený miniaturními optickými anténami. Ty vysílají infračervené laserové paprsky do okolí a elektronika přesně řídí jejich směr. Místo aby se fyzicky otáčel celý senzor, „otáčí se“ samotný laserový paprsek. Díky tomu může lidar rychle skenovat okolí bez jediné pohyblivé součástky.
Jenže právě zde dosud narážela většina podobných řešení na zásadní problém.
Aby lidar viděl do širšího prostoru, musí být optické antény umístěny velmi blízko sebe. V takovém případě se ale začnou vzájemně ovlivňovat. Vzniká takzvaný crosstalk, tedy rušení, které vytváří šum a falešné odrazy. Výsledkem je nižší přesnost měření a omezené zorné pole.
Výzkumníci z MIT proto přišli s netradičním řešením. Místo identických antén navrhli tři různé typy s odlišnou geometrií. Přestože jsou umístěné těsně vedle sebe, vzájemně se téměř neruší. Díky tomu mohli antény rozmístit mnohem hustěji, aniž by utrpěla kvalita měření.
Výsledek je podle autorů výrazný. Zatímco běžné optické antény mohou při podobném uspořádání vykazovat téměř stoprocentní vzájemné rušení, nový návrh jej snížil přibližně na jedno procento. Čip tak dokáže vytvářet čistší laserový paprsek, přesněji měřit vzdálenosti a pokrýt mnohem širší zorné pole.
„Funkčnost, kterou jsme v této práci předvedli, řeší jeden ze základních problémů integrovaných optických fázovaných polí. Otevírá cestu k lidarovým senzorům s výrazně vyšším výkonem, než bylo dosud možné,“ uvedla vedoucí výzkumu Jelena Notarosová z MIT.
Právě odstranění tohoto kompromisu představuje hlavní přínos celé studie. Dosavadní čipy si totiž musely vybírat mezi širokým zorným polem a vysokou přesností. Nové řešení podle vědců umožňuje obojí současně, což může výrazně urychlit vývoj kompaktních lidarových systémů.
Technologie přitom nemusí skončit pouze v autonomních automobilech. Výzkumníci předpokládají, že najde uplatnění také v dronech, průmyslových robotech, při leteckém mapování krajiny nebo monitorování staveb, kde jsou přesné trojrozměrné mapy okolí stále důležitější.
