محققان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) تراشه با تراشه فوتونیک سیلیکونی توسعه دادهاند که میتواند دقت و میدان دید سیستمهای لیدار را بدون نیاز به قطعات متحرک افزایش دهد.
به گزارش سرویس خودرو تکناک، این فناوری جدید یکی از مهمترین محدودیتهای لیدارهای حالت جامد را برطرف میکند و مسیر توسعه خودروهای خودران، پهپادها و سامانههای نقشهبرداری پیشرفته را هموارتر میسازد.
سیستمهای لیدار با ارسال پالسهای نور مادون قرمز، فاصله اجسام و ساختار محیط اطراف را اندازهگیری میکنند. این فناوری در خودروهای خودران برای تشخیص موانع، تحلیل مسیر و ایجاد نقشه سهبعدی محیط کاربرد گستردهای دارد. با این حال، بسیاری از سامانههای فعلی هنوز به قطعات مکانیکی متحرک مانند آینههای چرخان متکی هستند که علاوه بر افزایش هزینه، دوام سیستم را نیز کاهش میدهند.
پژوهشگران MIT اکنون معماری جدیدی برای آرایه آنتنهای نوری روی تراشه طراحی کردهاند که مشکل تداخل سیگنال میان آنتنها را کاهش میدهد. این تداخل که با نام Crosstalk شناخته میشود، یکی از موانع اصلی گسترش میدان دید در لیدارهای مبتنی بر فوتونیک سیلیکونی به شمار میرود. در نسلهای قبلی، افزایش زاویه اسکن معمولاً باعث افزایش نویز و افت دقت اندازهگیری میشد.
مرتبط: بازار خودرو همچنان متلاطم است + قیمت های روز
فوتونیک سیلیکونی فناوریای است که بهجای جریانهای الکتریکی، از نور برای پردازش و انتقال اطلاعات استفاده میکند. مهندسان این فناوری را راهکاری کلیدی برای کوچکسازی سامانههای اپتیکی میدانند، زیرا امکان قرار دادن تجهیزات نوری پیچیده روی تراشههای نیمهرسانا را فراهم میکند. همین ویژگی میتواند تولید لیدارهای فشرده، سبک و ارزانتر را ممکن سازد.
تیم تحقیقاتی MIT با بازطراحی نحوه تعامل آنتنها روی تراشه موفق شد میزان تداخل میان آنها را تا حد زیادی سرکوب کند. این تغییر باعث میشود سامانه بتواند زوایای گستردهتری را اسکن کند و همزمان کیفیت سیگنال و دقت اندازهگیری را حفظ کند. به گفته پژوهشگران، این پیشرفت میتواند عملکرد لیدارهای آینده را در خودروهای خودران، سامانههای پایش صنعتی و نقشهبرداری هوایی بهطور محسوسی بهبود دهد.
مرتبط: ابرخودروی ۵۱۳ اسب بخاری آئودی دوباره متولد شد + تصویر
یکی از مزیتهای مهم این فناوری حذف کامل قطعات مکانیکی متحرک است. لیدارهای سنتی معمولاً از سامانههای چرخشی برای هدایت پرتوهای لیزر استفاده میکنند که به مرور زمان مستهلک میشوند و هزینه نگهداری بالایی دارند. در مقابل، لیدارهای حالت جامد با استفاده از آرایههای فازی نوری، پرتو را بهصورت الکترونیکی هدایت میکنند و به همین دلیل دوام و پایداری بیشتری دارند.
آرایههای فازی نوری یا Optical Phased Arrays یکی از فناوریهای کلیدی نسل آینده لیدار محسوب میشوند. این سامانهها بدون نیاز به حرکت فیزیکی، مسیر نور را کنترل میکنند و امکان اسکن بسیار سریع محیط را فراهم میسازند. با این حال، محدودیت میدان دید و افت کیفیت سیگنال تاکنون مانع استفاده گسترده از آنها شده بود.
یلنا نوتاروس، استاد مهندسی برق و علوم کامپیوتر MIT و نویسنده ارشد این پژوهش، اعلام کرد معماری جدید توسعهیافته در این پروژه یکی از مشکلات بنیادی فناوری آرایههای فازی نوری یکپارچه را حل میکند و راه را برای ساخت لیدارهایی با عملکرد بسیار بالاتر نسبت به نسلهای قبلی باز میکند.
مرتبط: خرید کارخانه ای محصولات ایران خودرو چقدر سود دارد؟ + مقایسه قیمت
پژوهشگران معتقدند این فناوری میتواند در آینده نزدیک نقش مهمی در تجاریسازی لیدارهای تراشهای ایفا کند. بازارهایی مانند خودروهای خودران، رباتیک، صنایع دفاعی، پایش زیرساختها و سامانههای سنجش صنعتی از جمله حوزههایی هستند که به لیدارهای کوچکتر، مقاومتر و دقیقتر نیاز دارند.
این پیشرفت همچنین میتواند در محیطهای دشوار عملیاتی اهمیت زیادی داشته باشد. عملیات نقشهبرداری هوایی، پایش پروژههای ساختمانی و سامانههای نظارتی صنعتی معمولاً به حسگرهایی نیاز دارند که بتوانند با دقت بالا مناطق وسیع را اسکن کنند و در شرایط سخت محیطی عملکرد پایداری داشته باشند.
مرتبط: کدام خودروها در طرح فروش فوری ایران خودرو عرضه می شوند؟ + جزییات
