¿Podría reducir un componente clave ayudar a que los automóviles autónomos sean asequibles? — Ciencia diaria

Los ingenieros y los líderes empresariales han estado trabajando en automóviles autónomos durante años, pero hay un gran obstáculo para que sean lo suficientemente baratos como para convertirse en algo común: han necesitado una forma de reducir el costo de LIDAR, la tecnología que permite que los sistemas de navegación robótica detecten Evite los peatones y otros peligros a lo largo de la carretera haciendo rebotar las ondas de luz de estos posibles obstáculos.

Los lidares de hoy usan partes mecánicas complejas para enviar los láseres infrarrojos del tamaño de una linterna girando como las luces anticuadas de chicle encima de los autos de la policía, a un costo de $ 8,000 a $ 30,000.

Pero ahora un equipo dirigido por la ingeniera eléctrica Jelena Vuckovic está trabajando para reducir los componentes mecánicos y electrónicos en un lidar de techo a un solo chip de silicio que cree que podría producirse en masa por tan solo unos pocos cientos de dólares.

El proyecto surge de años de investigación del laboratorio de Vuckovic para encontrar una forma práctica de aprovechar un hecho simple: al igual que la luz del sol brilla a través del vidrio, el silicio es transparente a la luz láser infrarroja utilizada por LIDAR (abreviatura de detección y alcance de luz) .

En un estudio publicado en Nature Photonics, los investigadores describen cómo estructuraron el silicio de una manera que usara su transparencia infrarroja para controlar, enfocar y aprovechar el poder de los fotones, las partículas extrañas que constituyen haces de luz.

El equipo utilizó un proceso llamado diseño inverso que el laboratorio de Vuckovic ha sido pionero en la última década. El diseño inverso se basa en un poderoso algoritmo que dibuja un plano para los circuitos fotónicos reales que realizan funciones específicas, en este caso, disparando un rayo láser por delante de un automóvil para ubicar objetos en la carretera y enrutar la luz reflejada hacia un detector . En función del retraso entre el momento en que se envía el pulso de luz hacia adelante y cuando el haz se refleja hacia el detector, los lidares miden la distancia entre el automóvil y los objetos.

El equipo de Vuckovic tardó dos años en crear el diseño del circuito para el prototipo de lidar en un chip que construyeron en las instalaciones de nanofabricación de Stanford. El investigador postdoctoral Ki Youl Yang y el estudiante de doctorado Jinhie Skarda desempeñaron papeles clave en ese proceso, con conocimientos teóricos cruciales del físico de la Universidad de la Ciudad de Nueva York, Andrea Alù, y el erudito posdoctoral de CUNY Michele Cotrufo.

Construir este mecanismo de búsqueda de rango en un chip es solo el primer paso, aunque esencial, hacia la creación de lidars de bajo costo. Los investigadores ahora están trabajando en el próximo hito, asegurando que el rayo láser pueda barrer en círculo sin usar piezas mecánicas costosas. Vuckovic estima que su laboratorio está a unos tres años de construir un prototipo que esté listo para una prueba de carretera.

“Estamos en una trayectoria para construir un lidar-en-un-chip que sea lo suficientemente barato como para ayudar a crear un mercado masivo para autos autónomos”, dijo Vuckovic.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionado por Escuela de ingeniería de Stanford. Original escrito por Tom Abate. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

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