LIDAR o velikosti zrnka rýže je nadějí nejen pro levnou robotickou vizi
8.8.2016, Jan Vítek, aktualita
Autonomní roboti potřebují pro pohyb v našem světě stejné základní smysly, jako máme my a především pak zrak. Moderní stroje přitom používají zařízení LIDAR, aby si vytvořil 3D reprodukci svého okolí a nyní se objevilo v daleko menší podobě.
Nová technologie tak dokázala zmenšit LIDAR na křemíkový wafer, přičemž výsledné zařízení je velké jako zrnko rýže a může být pochopitelně i daleko levnější než velké mechanické LIDARy. Pokud nevíte, o co jde, pak vězte, že LIDAR má stejnou funkci jako radar, ale pracuje s světlem (přesněji s laserem) a ne s rádiovými vlnami. Je díky tomu mnohem přesnější a dokáže poskytnout detailní sken okolního prostředí, v němž rozezná třeba i listy na stromě. Problém je ten, že dosavadní LIDARy, jaké používá třeba Google na svých autonomních autech, jsou velké, drahé a nedokonalé, protože jsou především mechanické.
Jejich vrchní část s optikou se také neustále otáčí, skenuje své okolí a tvoří výsledný obraz. Z toho vyplývá jediné, a sice že obnovovací frekvence obrazu závisí na tom, jak rychle se dokáže tato část otáčet, i když systém je i tak schopen dopočítávat polohu předmětů na základě jejich pozice a rychlosti a směru pohybu. Ani tak takový systém zdaleka nelze označit za dokonalý, neboť nedokáže sledovat celé své okolí, a to najednou.
Na řešení pracují výzkumníci z MIT a agentury DARPA, kteří celé mechanické zařízení zmenšili a vyrobili na křemíkovém waferu a dle nich budou moci vyrobit LIDAR, který bude nesrovnatelně menší, lehčí a levnější než to, co je dnes dostupné na trhu. Klíčem k vyrobení takového zařízení je fotonová fyzika na křemíkových čipech. Jde o speciální mikroskopické obvody, jež mohou vést světlo a výzkumníci tento přechod z mechanického na křemíkový LIDAR přirovnávají k tomu, jak se zmenšily tranzistory ze samostatných součástek do počítačových čipů.
Výsledkem je LIDARový senzor v podobě čipu o velikosti 0,5 x 6 mm, jehož výroba by měla stát kolem 10 dolarů. Není to ale všechno růžové. Jde o to, že takové čipy mají jednak úzké zorné pole a pak i omezenou vzdálenost, na niž dohlédnou. Aktuálně to jsou pouze dva metry, ale to se má prý rychle změnit a do jednoho roku mají přijít verze s dohledem deseti metrů. Do několika let by tak už mohly přijít na trh komerční řešení, jež můžeme pracovně označit jako LIDAR-on-Chip, čili LoC (podobně jako SoC - System-on-Chip).
I několikametrový dohled LIDARu by ale mohl stačit pro budoucí roboty nebo zařízení, která se potřebují orientovat v okolním prostoru, což jsou třeba, drony nebo headsety pro virtuální či rozšířenou realitu. Svůj LIDAR by mohly mít také mobilní telefony, jež by byly schopny tvořit celé 3D mapy pouze tím, že bychom se s nimi prošli po byte či v jiném prostoru.
Zdroj: The Verge
Moderní a kvalitní LIDAR nás může přijít na desítky tisíc dolarů a pokud zase chceme ten nejmenší, nedostaneme se pod velikost hokejového puku. LIDARy používané na testovacích autonomních vozech firmy Google také mají daleko k zařízení, jež by se mohla prodávat na trhu, což je ostatně znát na první pohled:
Jejich vrchní část s optikou se také neustále otáčí, skenuje své okolí a tvoří výsledný obraz. Z toho vyplývá jediné, a sice že obnovovací frekvence obrazu závisí na tom, jak rychle se dokáže tato část otáčet, i když systém je i tak schopen dopočítávat polohu předmětů na základě jejich pozice a rychlosti a směru pohybu. Ani tak takový systém zdaleka nelze označit za dokonalý, neboť nedokáže sledovat celé své okolí, a to najednou.
Na řešení pracují výzkumníci z MIT a agentury DARPA, kteří celé mechanické zařízení zmenšili a vyrobili na křemíkovém waferu a dle nich budou moci vyrobit LIDAR, který bude nesrovnatelně menší, lehčí a levnější než to, co je dnes dostupné na trhu. Klíčem k vyrobení takového zařízení je fotonová fyzika na křemíkových čipech. Jde o speciální mikroskopické obvody, jež mohou vést světlo a výzkumníci tento přechod z mechanického na křemíkový LIDAR přirovnávají k tomu, jak se zmenšily tranzistory ze samostatných součástek do počítačových čipů.
Výsledkem je LIDARový senzor v podobě čipu o velikosti 0,5 x 6 mm, jehož výroba by měla stát kolem 10 dolarů. Není to ale všechno růžové. Jde o to, že takové čipy mají jednak úzké zorné pole a pak i omezenou vzdálenost, na niž dohlédnou. Aktuálně to jsou pouze dva metry, ale to se má prý rychle změnit a do jednoho roku mají přijít verze s dohledem deseti metrů. Do několika let by tak už mohly přijít na trh komerční řešení, jež můžeme pracovně označit jako LIDAR-on-Chip, čili LoC (podobně jako SoC - System-on-Chip).
I několikametrový dohled LIDARu by ale mohl stačit pro budoucí roboty nebo zařízení, která se potřebují orientovat v okolním prostoru, což jsou třeba, drony nebo headsety pro virtuální či rozšířenou realitu. Svůj LIDAR by mohly mít také mobilní telefony, jež by byly schopny tvořit celé 3D mapy pouze tím, že bychom se s nimi prošli po byte či v jiném prostoru.
Zdroj: The Verge
Moderní a kvalitní LIDAR nás může přijít na desítky tisíc dolarů a pokud zase chceme ten nejmenší, nedostaneme se pod velikost hokejového puku. LIDARy používané na testovacích autonomních vozech firmy Google také mají daleko k zařízení, jež by se mohla prodávat na trhu, což je ostatně znát na první pohled:
