Før var en lysfølsom sensor stor som en elkoger - nu kan den sidde på spidsen af robottens finger
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Før var en lysfølsom sensor stor som en elkoger - nu kan den sidde på spidsen af robottens finger

MIT og Darpas lidar set gennem et elektronmikroskop-skanning. Den anvender termiske faseskiftere, der opvarmer de bølgeledere hvorigennem laseren propagerer og ændrer både hastigheden og formen af det lys som passerer gennem dem. Hakker fabrikeret i siliciummet fungerer som antenner, der spreder lyset ud i den frie luft, og såkaldt konstruktiv interferens anvendes til at fokusere strålen uden behov for linser. Illustration: Chrisopher Poulton

De plejede at være på størrelse med elkogere og ligge i et prisleje på til 400.000 kroner. Det er fortid om cirka to år. Da kommer de til at koste omkring 65 kroner og måle blot 0,5 gange 6 millimeter.

Sådan bliver markedet for lidarer, sensorer baseret på laserlys. Altså en slags radarer blot med den væsentlige forskel, at de i stedet for radiobølger sonderer verden med laserlys og er langt bedre i stand til at registrere små og bevægende objekter.

Bag fremtidsscenariet for lidarer står forskere fra Massachusetts Institute of Technology(MIT) og USA’s forsvars forskningsinstitut DARPA.

»Selvkørende biler og robotter er i stor stil afhængige af lidar-teknologi, men dyre lidarmoduler spænder ben for deres kommercielle udbredelse,« forklarer ph.d.-studerende, Christopher V. Poulton og professor Michael R. Watts i en artikel i IEEE Spectrum.

Masseproduktion af lidarer

En lidar fungerer ved at udsende lys og registrere tiden på refleksionerne. Jo kortere tid det tager før lyset opfanges af sensoren, desto nærmere er objektet. Doppler-forskydning på de returnerede lydbølger kan også bruges til at afgøre, om objektet er i bevægelse, og hvilken vej det bevæger sig.

Konkret består et lidar-system af en optisk og mekanisk del. Et system af linser håndterer lyset, mens selve sensoren roterer rundt og vibrerer for at dække det ønskede område.

Tidligere systemer af lidar har så været på størrelse med en elkoger. I tilfældet med en lidar-sensor på en selvkørende bil har de så været monteret på taget. En konstruktion, som ser uhensigtsmæssigt ud, er kompliceret og dyr.

Men det vil de to amerikanske forskere altså vende op og ned på.

Det skal ske ved, at lidaren skal krympes ned i en mikrochip, der skal masseproduceres. Det sker via silicium-fotonik, hvor silicium bruges til at overføre og styre lysimpulser. Forskerne vurderer, at kun vores fantasi vil sætte grænserne for anvendeligheden af de nye lidarer.

»En lidar-på-en-chip-system kan endda på grund den høje opløsning, lille størrelse og billige pris blive placeret på fingrene af en robot, hvormed vi kan se, hvordan den opfatter verden.«

Mere robuste sensorer

De nye lidarer skal både styre lys og detektere refleksion ved at manipulere bølgeledere af silicium med varme.

»Termiske faseskiftere opvarmer bølgelederne, som leder lyset. Grundlæggende er det bare bølgelederne, som ændrer temperatur, ikke hele chippen, « forklarer ph.d.-studerende, Christopher Poulton til Teknisk Ukeblad.

Lyset sendes til en antenne, i praksis et hak i bølgelederen. Denne udsender så lys med et bestemt mønster ud i den frie luft. Der, hvor lyset fra antennerne overlapper, bliver der dannet en fokuseret lysstråle. Dermed er der ikke brug for linser.

Lidaren bruger kohærent detektion, hvilket groft sagt vil sige, at den kun reagerer på lys, den selv har sendt ud. Dermed bør den blive langt mindre følsom over for støj i form af modlys.

Illustration: Chrisopher Poulton

Laserlys, som passerer gennem chippen med lidaren, kan styres 51 grader. Det vil altså sige, at det ikke er nok med én lidar i tilfælde med en bil, fordi den skal kunne se 360 grader rundt. I så fald skal der placeres flere sensorer. Det bør dog heller ikke være noget problem, hvis teknologien udvikler sig, som de to amerikanske forskere spår, .

Oveni er fordelen med de billigere, mindre lidarer, at de er langt mere robuste, eftersom de ikke indeholder nogen bevægelige dele.

Ifølge Christopher V. Poulton og professor Michael R. Watts er en af de største hurdles ved produktion af de mindre, billigere lidarer at opnå en tilstrækkelig god præcision i produktionen af bølgeledere og antenner i silicium.

Læs mere om projektet i et papir publiceret hos The Optical Society.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

51 går rigtigt dumt op i 360


Hvis valget står mellem at give 400.000 kr for en sensor der kan se 360 grader rundt og at give 8 * 65 kr = 520 kr for 8 sensorer der ligeledes kan se 360 grader, så kan jeg godt leve med at der bliver placeret to på hver side af bilen, frem for en på toppen... Og jeg kan også godt leve med at der er lidt spild i form af at de overlapper hinanden...

  • 7
  • 0

Lysfølsomme resistorer har fandtes "forever"


Jeg har også sådanne sensorer siddende til en lampe udenfor, og de er ganske små og billige, og ligner slet ikke en elkoger.
Jeg tænker dog over om størrelsen ikke kan mindske følsomheden. Der er vel en grund til at radarantenner har en vis størrelse. Ved disse frekvenser er modtagearealet meget tæt på det reelle mekaniske areal.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten