Lidar er en af de teknologier, der skal hjælpe biler med at se verden omkring sig. Sensorerne bruger infrarødt lys til at måle afstande, opdage forhindringer og bygge et præcist 3D-billede af omgivelserne. Problemet er, at lidar stadig er dyrt, komplekst og ofte afhængigt af bevægelige dele. Det gør teknologien sværere at masseproducere og mindre attraktiv i almindelige biler.
Nu har forskere fra MIT udviklet en ny type lidar-chip, der kan scanne bredere uden roterende spejle eller andre mekaniske komponenter. Det kan blive et vigtigt skridt mod mindre, billigere og mere driftssikre sensorer til fremtidens biler.
Ser bredere uden mekanik
Den nye chip bygger på silicium-fotonik, hvor lys bruges til at håndtere signaler direkte på en lille halvlederchip. Den type løsning kan i princippet gøre lidar langt mere kompakt end de store sensorsystemer, man ofte ser på testbiler i dag.
Udfordringen har hidtil været synsfeltet. Når flere optiske antenner placeres tæt på hinanden på en chip, kan de forstyrre hinanden. Det giver støj og dårligere præcision, især når systemet skal scanne ud mod siderne. MIT-forskerne har redesignet antenne-arrayet, så forstyrrelserne mellem antennerne dæmpes. Resultatet er en chip, der kan scanne i en bredere vinkel uden at miste samme mængde signal-kvalitet.
Kan gøre lidar mere realistisk i hverdagsbiler
For bilister er pointen ikke selve chippen, men hvad den kan føre til. Hvis lidar kan gøres mindre, billigere og mere robust, bliver det lettere for bilproducenter at integrere teknologien i almindelige biler – ikke kun dyre testflåder og premium-modeller.
Solid-state lidar, altså lidar uden bevægelige dele, er særligt interessant, fordi der er færre komponenter, der kan slides op. Det kan både reducere prisen og øge holdbarheden, især i biler der skal fungere i regn, kulde, varme og vibrationer år efter år.
Teknologien kan også bruges uden for bilverdenen. MIT peger blandt andet på droner, robotter, opmåling og industriel overvågning, hvor præcis afstandsmåling over større områder er vigtig.
Stadig et forskningsgennembrud
Der er naturligvis stadig et stykke vej fra laboratoriet til masseproduktion i bilindustrien. Men gennembruddet løser et konkret problem, der længe har begrænset chipbaseret lidar.
– Den funktionalitet, vi demonstrerer i dette arbejde, løser et grundlæggende problem for integreret optical phased array-teknologi, siger Jelena Notaros, lektor i elektroteknik og datalogi ved MIT og seniorforfatter på studiet.
Hun mener, at teknologien kan bane vej for lidar-sensorer med markant bedre ydelse end tidligere chipbaserede løsninger.
For elbiler og selvkørende funktioner kan det få stor betydning. Ikke fordi én chip alene gør bilen selvkørende, men fordi bedre og billigere sensorer er en af de brikker, der mangler, før avancerede førerassistentsystemer kan blive mere udbredte.
