Teknoloji

Otonom araçların yakınlardaki hızlı hareket eden nesneleri daha iyi taramasına yardımcı olmak için hafif sarsıldı ve karıştırıldı

Kendi kendine giden bir otomobil, bir yürümeye başlayan çocuk ile kahverengi bir çanta arasındaki farkı anlayarak zorlanıyor ve aniden nesneyi lidar kullanarak algılama biçimindeki sınırlamalar nedeniyle aniden ortaya çıkıyor.

Otonom araç endüstrisi bu sorunu çözmek için “frekans modülasyonlu sürekli dalga” (FMCW) lidarını araştırıyor. Araştırmacılar, bu tür lidarın, bir silikon çip üzerindeki mekanik kontrol ve ışığın modülasyonu yoluyla yakındaki hızlı hareket eden nesnelerin daha yüksek çözünürlükte algılanmasını sağlayabilecek bir yol geliştirdiler.

Nature dergisinde yayınlanan çalışma Purdue Üniversitesi’nde OxideMEMS laboratuvarı ve Lozan, İsviçre’de bir araştırma enstitüsü ve üniversitesi olan École polytechnique fédérale de Lausanne’da (EPFL) Fotonik ve Kuantum Ölçümleri Laboratuvarı tarafından yürütülmüştür.

FMCW lidar, otonom bir aracın tepesinden lazer ışığı tarayarak nesneleri algılar. Tek bir lazer ışını, bir alanı taramak için mikropompe adı verilen diğer dalga boylarının bir tarakına ayrılır. Işık bir nesneden seker ve tüm yansıyan ışığın dedektör dizisinde bitmesini sağlayan optik bir izolatör veya sirkülatör aracılığıyla dedektöre gider.

Purdue ve EPFL araştırmacılarının geliştirdikleri, bu bileşenlerin daha hızlı ayarlanmasını sağlamak için akustik dalgalar kullanır ve bu da yakındaki nesnelerin daha yüksek çözünürlüklü FMCW lidar algılamasını sağlayabilir.

Otonom araçların yakınlardaki hızlı hareket eden nesneleri daha iyi taramasına yardımcı olmak için hafif sarsıldı ve karıştırıldıAraştırmacılar, lidarın bir nesneden seken ışığı daha iyi algılamasını sağlayacak yüksek tonlu bir toplu akustik dalga rezonansı tahrikli optik izolatör inşa ettiler. (Purdue Üniversitesi resim / Hao Tian) Resim indir

Teknoloji megahertz’den gigahertz’e kadar yüksek frekanslarda mikro peteği modüle etmek için alüminyum nitrürden yapılmış mikroelektromekanik sistemler (MEMS) transdüserlerini entegre eder. Ekibin bu sürecin bir parçası olarak geliştirdiği optik izolatör, Nature Communications’da yayınlanan bir makalede daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Hücresel bantları ayırt etmek için cep telefonlarında da kullanılan bir dizi fazlı MEMS transdüseri, tirbuşon benzeri bir stres dalgasını bir silikon çip içine başlatarak gigahertz frekanslarında ışığı karıştırır.

Elektrik ve bilgisayar mühendisliği Purdue profesörü Sunil Bhave, “Karıştırma hareketi ışığı sadece bir yönde hareket edebilecek şekilde modüle ediyor,” dedi.

Hao Tian, ​​Purdue Ph.D. elektrik ve bilgisayar mühendisliği adayı, MEMS dönüştürücülerini, Keşif Parkı’ndaki Purdue’nun Birck Nanoteknoloji Merkezi Scifres Nanofabrikasyon Tesisinde kurdu. Probları EPFL’de geliştirilen bir silikon nitrit fotonik gofret ile entegre etti.

Tian, ​​“Toplu akustik dalgaların dar dikey hapsi, çapraz konuşmayı önler ve aktüatörlerin yakın yerleştirilmesine izin verir” dedi.

Aynı teknolojideki diğer dönüştürücüler, çipin megahertz frekanslarında sallanan akustik bir dalgayı heyecanlandırır, bu da mikrosaniye kontrolünü ve lazer darbeli mikro peteğin veya solitonun ayarlanmasını gösterir.

“Nitelikli fotonik, MEMS mühendisliği ve doğrusal olmayan optikler arasında köprü oluşturan bu başarı, ortaya çıkan çip tabanlı mikro petek teknolojisi için yeni bir kilometre taşını temsil ediyor,” diyor Doğa kağıdındaki silikon nitrür fotonik yongalarının imalatına liderlik eden ilk yazar Junqiu Liu. EPFL MicroNanoTechnology Merkezi.

Araştırmacılar, bu ışık modülasyon tekniğinin sadece mekaniği optikle değil, aynı zamanda ilgili üretim süreçlerini de entegre ederek teknolojiyi daha ticari olarak uygulanabilir kıldığını söyledi. MEMS transdüserleri, minimum işlemle silikon nitrür fotonik yonga plakasının üzerine basitçe imal edilir.

EPFL fizik profesörü Tobias Kippenberg, “Henüz birçok toplulukta öngörülemeyen uygulamalar takip edecek.” Dedi. “Hibrit sistemlerin, bireysel bileşenlerle elde edilenlerin ötesinde avantajlar ve işlevsellik elde edebileceği gösterilmiştir.”

Araştırmacılara göre, yeni teknoloji, uzay, veri merkezleri ve portatif atomik saatler gibi güç açısından kritik sistemlerde veya kriyojenik sıcaklıklara sahip olanlar gibi aşırı ortamlarda mikro pet uygulamaları için itici güç sağlayabilir.

Bhave, “Bu çok disiplinli ve kıtalar arası işbirliği olmasaydı sonuçlarımız mümkün olmazdı” dedi.

Purdue’daki çalışma Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilmektedir.

Daha Fazla Göster

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu
Kapalı
Kapalı

Reklam Engelleyici Algılandı

Lütfen reklam engelleyiciyi devre dışı bırakarak bizi desteklemeyi düşünün
Sohbete Başla
Merhaba .
Yazarınız olmak istiyorum :)