看似不起眼的小芯片将会成为“机器人之眼”

2024-02-15

  关于要正在物质天下“糊口生涯”的机器人来讲,它们需求一双像样的眼睛。一样平常情况下,这个是藉助 LIDAR (激光探测取丈量)来实现。LIDAR 是一项技能,道理是光颠末四周物体外貌反射,正在机器人四周构成一个 3D 结果的舆图。LIDAR 就像是底子力学中的无线电探测器,但由于它用的是光而不管是无线电波,是以构成的舆图会更切确,切确到当它被应用到飞机上时,能够辨识树上的不一样树叶;当它被安装到自动驾驶汽车上时,可追踪骑士和行人的活动轨迹。

  然而,LIDAR 体系既贵又粗笨。高端机型大部分类似要数万美圆,即便最小的新型体系还像冰球那么大。 LIDAR 感应器通常被安装在 Google 的自动驾驶汽车车顶上。

  这个感应器之所以比拟粗笨的缘由在于它是机器的,具有运动零件。陀螺仪的一部分不停地迁移转变,因而激光能够 360 度扫射,但这也限定了 LIDAR 影象的更新。为何这么说呢?由于只有当光反射到传感器上的时分,感应器才气感知到哪里有物体存在,即便传感器能依据物体之前的位置、运动标的目的和速度推断出该物体的位置,它仍旧有各式各样的盲点。

  来源于 MIT 和 DARPA 的研究人员大概找到了一个解决办法,他们发清楚明了一个新式 LIDAR,能够把光芒反射设备缩小成比一粒米还小的一个芯片那样。研究人员 Chirstopher Poulton 和 Michael Watts 正在 IEEE Spectrum 上公布了一篇文章,上面写道,他们设计的传感器比如今市面上的 LIDAR 体系更玲珑轻巧、并且更自制。它将会是机器人将来的眼睛。

  “更玲珑、更轻巧、更廉价”

  这项新技术的关键是一门被称为矽光子学的学科,正在矽光子学中,工程师发了然可以用显微镜观察到的导光和控光的小型电路。Poulton 和 Watts 把这个小型电路比做是微芯片,它能把用铜线和组件组成的电子体系紧缩,用更小的晶体管组成。

  结果是,藉助一个 6 mm 的芯片,LIDAR 感应器器只有 0.5 mm,只要 10 美圆就能够大规模地制作。这一些芯片有一些错误谬误:能看到的视野比拟局促,间隔还比拟短(现正在,它们只会“瞥见”两公尺内的物体),可是到场研讨的人员称这一些性能很快就能够获得改良。Poulton 和 Watts 写道:“我们估计正在一年之内使视野局限扩大到 10 公尺,我们信赖过不了几年,‘芯片上的 LIDAR’就能够成为可杀青贸易解决方案。”

  终极的后果多是廉价的感到器取代了机械视觉,而挪动处理器取代了机械测算。即便机械化的 LIDAR 体系保留了其应用在远距离感到上的有效性,电晶体 LIDAR 芯片可以对一系列产物深度感到。 Poulton 和 Watts 认为将他们的芯片安装到机械人的手指上,这样一来,机械人就可以感知它所抓到的器械。这项手艺大概还会运用到人工智能玩具、3D 智能手机和无人机的二代产物研发中。

看似不起眼的小芯片将会成为“机器人之眼”