Лазер розміром з пенні може допомогти безпілотним автомобілям бачити світ набагато чіткіше

Новий лазер масштабу чіпа, розроблений дослідниками в лабораторії професора інженерії Цян Ліня, може проводити надзвичайно швидкі та точні вимірювання, дуже точно змінюючи свій колір у широкому спектрі світла з дуже високою швидкістю. (Зображення: фото Рочестерського університету / Дж. Адам Фенстер)

Вчені створили лазер розміром з пенні, який, за їхніми словами, може покращити спосіб пересування автономних транспортних засобів вулицями.

Лазер призначений для вдосконалення наукової методики, яка називається оптичною метрологією, — у якій світло використовується для вимірювання та ідентифікації об'єктів.

Вони передбачають кілька застосувань для свого винаходу, зокрема лідар (визначення світла та дальності), який використовується для забезпечення автономних транспортних засобів даними в реальному часі, необхідними їм для навігації по дорогах.

Вам може сподобатися

Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
DARPA побиває рекорд бездротової потужності, передаючи енергію на відстань понад 5 миль — і використовує її для приготування попкорну
Японський енергетичний прорив може стати «кроком до повністю бездротового суспільства»

Транспортні засоби, оснащені лідарними датчиками, відбивають світло від навколишнього середовища за допомогою лазерів, невидимих для людського ока, щоб збирати інформацію про розмір, відстань та швидкість оточуючих пішоходів, транспортних засобів та перешкод.

Команда з Університету Рочестера та Університету Каліфорнії в Санта-Барбарі стверджує, що сучасні лідарні системи є занадто складними та схильними до помилок. Вони додали, що їхнє лазерне рішення може збирати великі, складні дані про навколишнє середовище з набагато вищою швидкістю та точністю, ніж будь-які попередники.

«Більш просунута форма [лідара], відома як частотно-модульований LiDAR безперервної хвилі, вимагає широкого діапазону налаштування та швидкого налаштування частоти лазера, і саме це може робити наш лазер», – заявив Шісінь Сюе, провідний автор дослідження та докторант з електротехніки, комп’ютерної інженерії та оптики в Університеті Рочестера.

Наприклад, дослідники використовували лазер, щоб виділити літери «U» та «R», складені з цеглинок Lego на обертовому диску. Це демонструє його здатність відстежувати деталі на швидкорухомих об'єктах, що має вирішальне значення для автономного водіння, а також у низці інших сценаріїв.

Команда описала свій підхід у дослідженні, опублікованому 30 травня в журналі Light: Science & Applications.

Живлення майбутніх автономних транспортних засобів

Сюе також розповів, як їм вдалося зменшити кількість обладнання, необхідного для процесу, який називається лазерною синхронізацією частоти Паунда-Древера-Холла (PDH), що використовується для зменшення та стабілізації лазерного шуму. Обладнання, яке зазвичай для цього потрібне, включаючи власний лазер, ізолятор, акустичний оптичний модулятор та фазовий модулятор, зазвичай має розмір настільного комп'ютера.

«Це дуже важливий процес, який можна використовувати для оптичних годинників, що можуть вимірювати час з надзвичайною точністю, але для цього потрібно багато обладнання», – сказав Сюе у своїй заяві. «Наш лазер може інтегрувати всі ці речі в дуже маленький чіп, який можна налаштувати електрично».

У майбутньому пристрій можна буде використовувати для покращення продуктивності лідара в набагато меншому корпусі. Сучасні автономні системи, такі як ті, що використовуються в автомобілях Waymo, потребують величезного датчика на даху автомобіля для безпечної та точної роботи, що впливає на аеродинаміку.

За словами дослідників, новий лазер може допомогти у виробництві автономних транспортних засобів, яким потрібен дуже низький опір повітря, таких як автономні літальні апарати, а також може бути використаний для систем, що потребують неймовірно точних лазерів, таких як квантова обробка інформації або виявлення гравітаційних хвиль.

ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ

— Як працюють лазери?

—Найпотужніший у світі рентгенівський лазерний комплекс буде масштабно модернізовано, що допоможе нам краще зрозуміти атомний світ

—32 рази лазери виявляли приховані форти та поселення багатовікової давності

Команда продемонструвала, що лазер може випромінювати 20 квінтильйонів імпульсів світла на секунду – мільярд мільярдів – і дозволив вимірювати об'єкти, що рухаються зі швидкістю до 131 фута на секунду (40 метрів на секунду), з відстані 1,3 фута (0,4 м). Лазер також виявився дуже надійним, працюючи до 60 хвилин.

Агентство передових оборонних дослідницьких проектів США (DARPA) частково підтримало дослідження в рамках своєї програми «Лазери для універсальних мікромасштабних оптичних систем» (LUMOS), метою якої є покращення фотоніки шляхом підтримки будівництва складніших і потужніших машин.

Рорі Батгейт

Рорі Батгейт — позаштатний автор для Live Science та редактор розділу Features and Multimedia в ITPro, який відповідає за весь поглиблений контент та тематичні дослідження. Окрім роботи в ITPro, Рорі гостро цікавиться тим, як світ технологій перетинається з нашою боротьбою зі зміною клімату. Це охоплює зосередження на енергетичному переході, зокрема на виробництві відновлюваної енергії та накопиченні енергії в мережі, а також на досягненнях у галузі електромобілів та швидкому зростанні ринку електрифікації. У вільний час Рорі захоплюється фотографією, відеомонтажем та науковою фантастикою. Він приєднався до ITPro у 2022 році як випускник, після закінчення магістратури (з відзнакою) з досліджень вісімнадцятого століття в Королівському коледжі Лондона. Ви можете зв'язатися з Рорі за адресою [email protected].

Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати

Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.

Вийти Читати далі

Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими

DARPA побиває рекорд бездротової потужності, передаючи енергію на відстань понад 5 миль — і використовує її для приготування попкорну

Японський енергетичний прорив може стати «кроком до повністю бездротового суспільства»

Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів

Алгоритми «квантового штучного інтелекту» вже випереджають найшвидші суперкомп'ютери, йдеться в дослідженні

Секретний космічний літак X37-B випробує квантову навігаційну систему — вчені сподіваються, що одного разу вона замінить GPS.

Як «літаючі човни» доставляють електромобілі в океан — за допомогою Леброна Джеймса та Тома Брейді

Цей акумулятор електромобіля повністю заряджається всього за 18 секунд — і він щойно отримав зелене світло для масового виробництва

Електромобілі: Факти про транспортні засоби, які змінюють дорожній транспорт

Електромобілі можуть заряджатися на 500% швидше в морозну погоду завдяки новому відкриттю

Китайська технологія надшвидкої зарядки вдвічі швидша, ніж у Tesla — повністю заряджає електромобілі всього за 6 хвилин

Модель A від Alef — одномісний «ретро» літаючий автомобіль — на крок ближче до польоту (Новини)

«Я довіряю ШІ, як моряк довіряє морю. Він може занести вас далеко, або ж може втопити»: результати опитування показують, що більшість не довіряє ШІ

Всього одна доза ЛСД може полегшити тривогу на місяці, показало дослідження

Вчені виявили «щось надзвичайне» в проблемному серці відомої наднової

Вчені винайшли «спермоботів», яких вони пілотували через штучну шийку матки та матку

Наукові новини цього тижня: ключова атлантична течія наближається до колапсу, найбільший у світі айсберг руйнується, а мозок миші переписує нейронауку