Bilim insanları, otonom (sürücüsüz) araçların çevreyi algılama yeteneğini büyük ölçüde geliştirebilecek, madeni para boyutunda bir lazer geliştirdi.
Bu yeni lazer, optik metroloji adı verilen bilimsel bir tekniği iyileştirmeyi amaçlıyor. Optik metroloji, nesneleri ölçmek ve tanımlamak için ışığın kullanıldığı bir yöntemdir.
Araştırmacılar, buluşlarının başta lidar (Light Detection and Ranging - Işıkla Algılama ve Mesafe Belirleme) olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılabileceğini düşünüyor. Lidar, otonom araçların yollarda güvenli bir şekilde ilerlemesi için anlık çevre verisi sağlayan temel teknolojilerden biridir.
Lidar sensörleriyle donatılmış araçlar, çevrelerindeki yayalar, diğer araçlar ve engeller hakkında bilgi toplamak için insan gözüyle görünmeyen lazer darbeleri gönderir ve bu darbelerin geri dönüş süresini ölçer. Böylece nesnelerin boyutu, mesafesi ve hızı belirlenir.
Bu alanda çalışan araştırmacılar, mevcut lidar sistemlerinin genellikle karmaşık olduğunu ve hatalara daha yatkın olabildiğini belirtiyor. Geliştirdikleri lazer çözümünün ise, çevreden büyük ve detaylı veriyi mevcut sistemlerden çok daha yüksek hız ve doğrulukla toplayabildiğini iddia ediyorlar.
"Frekans modülasyonlu sürekli dalga (frequency-modulated continuous-wave - FMCW) LiDAR olarak bilinen daha gelişmiş bir Lidar türü, lazerin frekansının geniş bir aralıkta ve hızlı bir şekilde ayarlanmasını gerektirir ve bizim lazerimiz tam da bunu yapabiliyor," şeklinde açıklama yapıldı.
Araştırmacılar, lazerin hızla hareket eden nesneler üzerindeki detayları takip etme yeteneğini göstermek için dönen bir disk üzerindeki Lego tuğlalarından yapılmış harfleri belirlemek gibi testler gerçekleştirdi. Bu yetenek, otonom sürüş gibi çeşitli senaryolar için kritik öneme sahip.
Ekip, bu çalışmanın detaylarını bilimsel bir dergide yayınlanan araştırmada anlattı.
Geleceğin Otonom Araçlarına Güç Vermek
Ayrıca, lazer gürültüsünü azaltmak ve stabil hale getirmek için kullanılan Pound-Drever-Hall (PDH) lazer frekans kilitleme süreci için gereken ekipmanın nasıl küçültüldüğünü de açıkladılar. Normalde masaüstü bilgisayar boyutunda olabilecek bu ekipmanlar artık çok daha küçük bir çipe sığdırılabiliyor.
"Bu, aşırı hassasiyetle zaman ölçebilen optik saatler gibi alanlar için çok önemli bir süreç, ancak bunu yapmak için çok fazla ekipmana ihtiyacınız var," denildi açıklamada. "Bizim lazerimiz tüm bu bileşenleri elektriksel olarak ayarlanabilen çok küçük bir çipte birleştirebiliyor."
Gelecekte bu cihaz, Lidar performansını çok daha küçük bir paket içinde geliştirmek için kullanılabilir. Şu anki otonom sistemlerde, araçların üst kısmında büyük sensörler bulunması gerekebiliyor; bu da aracın aerodinamiğini etkiliyor.
Araştırmacılara göre yeni lazer, otonom hava araçları gibi çok düşük hava sürtünmesi gerektiren platformların üretiminde yardımcı olabilir. Ayrıca kuantum bilgi işleme veya kütleçekimsel dalgaların tespiti gibi inanılmaz derecede doğru lazer gerektiren sistemlerde de kullanılabilir.
Ekip, lazerin saniyede 20 kentilyon (20 milyar milyar) ışık darbesi yayabildiğini ve saniyede 40 metreye kadar hızla hareket eden nesnelerin 0.4 metre mesafeden ölçülmesine olanak sağladığını gösterdi. Lazer ayrıca 60 dakikaya kadar kesintisiz çalışarak yüksek güvenilirlik sergiledi.
Araştırma, kısmen ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) tarafından desteklendi. Bu destek, daha karmaşık ve güçlü makinelerin inşasını teşvik ederek fotoniği (ışık bilimi ve teknolojisi) geliştirmeyi amaçlayan bir program kapsamında sağlandı.
