Nowy i kompaktowy czujnik obrazu zapewnia robotom widzenie 4D

Obecne trójwymiarowe systemy wizyjne stosowane w robotach i dronach są często nieporęczne, drogie i mają trudności z przetwarzaniem szybkich, nieprzewidywalnych ruchów w świecie rzeczywistym. Aby temu zaradzić, naukowcy opracowali wysoce zaawansowany czujnik obrazowania 4D skonsolidowany na jednym chipie krzemowym. Ta kompaktowa technologia - opisana szczegółowo w czasopiśmie Nature - tworzy bardzo dokładne cyfrowe mapy otoczenia, jednocześnie śledząc dokładną prędkość poruszających się obiektów.

W przeciwieństwie do tradycyjnych czujników, które opierają się na szybkich impulsach światła i wymagają oddzielnych komponentów do wysyłania i odbierania sygnałów, nowo zaprojektowany chip działa przy użyciu ciągłej wiązki laserowej. Światło lasera jest kierowane przez fizyczną siatkę prawie 62 000 mikroskopijnych nieruchomych pikseli. Każdy piksel w tej matrycy działa zarówno jako nadajnik, jak i odbiornik, dzięki czemu całe urządzenie jest wyjątkowo kompaktowe. Analizując niewielkie zmiany częstotliwości powracających fal świetlnych, system natychmiast oblicza zarówno odległość, jak i prędkość poruszania się obiektu.

Zespół badawczy z powodzeniem przetestował czujnik w różnych scenariuszach, w tym mapując pomieszczenia wewnętrzne i natychmiast mierząc prędkość obracającego się dysku. W testach dalekiego zasięgu na zewnątrz, chip z powodzeniem uchwycił precyzyjne szczegóły, takie jak okna i balkony budynku znajdującego się w odległości 65 metrów.

Ponieważ projekt integruje wszystkie niezbędne komponenty elektroniczne i optyczne bezpośrednio w jednym chipie, jest on kompaktowy i skalowalny. Technologia 4D, choć wciąż wymaga poprawy w zakresie rozdzielczości i zasięgu, może pewnego dnia poprawić możliwości wizyjne autonomicznych maszyn, dronów, a ostatecznie codziennych aparatów cyfrowych i smartfonów.