突破| 這個看似不起眼的小芯片將會成為“機器人之眼”

對於要在物質世界“生存”的機器人來說,它們需要一雙像樣的眼睛。通常情況下,這個活兒是藉助LIDAR  (激光探測與測量)來實現。LIDAR是一項技術,原理是光經過附近物體表面反射,在機器人周圍形成一個3D效果的地圖。LIDAR就像是基礎力學中的無線電探測器,但因為它用的是光而不是無線電波,因此形成的地圖會更精確,精確到當它被應用到飛機上時,可以識別樹上的不同樹葉;當它被安裝到自動駕駛汽車上時,可跟踪騎車人和行人的運動軌跡。

然而,LIDAR系統既貴又笨重。高端機型差不多要數万美元,即使最小的新型系統也像冰球那麼大。LIDAR傳感器通常被安裝在Google的自動駕駛汽車車頂上。

突破| 這個看似不起眼的小芯片將會成為“機器人之眼”

這個傳感器之所以比較笨重的原因在於它是機械的,擁有活動部件。陀螺轉的一部分不停地轉動,因此激光可以360° 掃射。但這也限制了LIDAR 影像的更新。為什麼這麼說呢?因為只有當光反射到傳感器上的時候,傳感器才能感知到哪裡有物體存在,即使傳感器能根據物體之前的位置、運動方向以及速度推斷出該物體的位置,它仍然有各種各樣的盲點。

來自MIT和DARPA的研究人員或許找到了一個解決辦法,他們發明了一個新式LIDAR,可以把光線反射裝置縮小成比一粒米還小的一個芯片那樣。研究人員Chirstopher Poulton和Michael WattsIEEE Spectrum上發表了一篇文章,上面寫道,他們設計的傳感器比現在市面上的LIDAR系統更小巧輕便、而且更便宜。它將會是機器人未來的眼睛。

“更小巧、更輕便、更便宜”

這項新技術的關鍵是一門被稱為矽光子學的學科,在矽光子學中,工程師發明了可以用顯微鏡觀察到的導光和控光的小型電路。Poulton 和Watts 把這個小型電路比作是微芯片,它能把用銅線和組件構成的電子系統壓縮,用更小的晶體管構成。

結果是,借助一個6 毫米的芯片,LIDAR 傳感器只有0.5 毫米,只要10 美元就可以大規模地製造。這些芯片有一些缺點:​​能看到的視野比較狹窄,距離也比較短(目前,它們只能“看見”兩米內的物體),但是參與研究的人員稱這些性能很快就可以得到改善。Poulton 和 Watts 寫道:“我們預計在一年以內使視野範圍擴大到10米,我們相信過不了幾年,'芯片上的LIDAR' 就可以成為可實現的商業解決方案。”

最終的結果可能是便宜的傳感器代替了機器視覺,而移動處理器代替了機器計算。即使機械化的LIDAR系統保留了其應用在遠距離感應上的有效性,晶體管LIDAR芯片可以對一系列產品實現深度感應。Poulton和Watts建議將他們的芯片安裝到機器人的手指上,這樣一來,機器人就能感知它所抓到的東西。這項技術可能也會運用到人工智能玩具、3D智能手機和無人機的二代產品研發中。

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    Shacho San 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()