Новый и компактный датчик изображения обеспечивает роботам 4D-видение

Существующие системы трехмерного зрения, используемые в роботах и беспилотниках, часто громоздки, дороги и не справляются с обработкой быстро меняющихся, непредсказуемых движений в реальном мире. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали высокотехнологичный датчик 4D-изображения, объединенный на одном кремниевом чипе. Эта компактная технология, о которой подробно рассказывается в журнале Nature, создает высокоточные цифровые карты окружающей среды, одновременно отслеживая точную скорость движущихся объектов.

В отличие от традиционных датчиков, которые полагаются на быстрые импульсы света и требуют отдельных компонентов для отправки и получения сигналов, новый чип работает с помощью непрерывного лазерного луча. Лазерный свет проходит через физическую решетку из почти 62 000 микроскопических неподвижных пикселей. Каждый пиксель в этом массиве действует и как передатчик, и как приемник, что делает устройство в целом чрезвычайно компактным. Анализируя крошечные сдвиги в частоте возвращающихся световых волн, система мгновенно вычисляет, как далеко находится объект и как быстро он движется.

Исследовательская группа успешно протестировала датчик в различных сценариях, включая картирование закрытых помещений и мгновенное измерение скорости вращающегося диска. В ходе дальних испытаний на открытом воздухе чип успешно улавливал точные детали, такие как окна и балконы здания, расположенного на расстоянии 65 метров.

Поскольку все необходимые электронные и оптические компоненты интегрированы непосредственно в один чип, он компактен и масштабируем. Несмотря на то, что разрешение и дальность действия чипа все еще нуждаются в улучшении, эта технология 4D может в один прекрасный день улучшить возможности видения автономных машин, беспилотников и, в конечном итоге, обычных цифровых камер и смартфонов.