Ada pendekatan baru yang memberikan kemampuan 3D kamera biasa

Sebuah tim peneliti di Universitas Stanford, dengan kolaborasi antara Laboratory for Integrated Nano-Quantum Systems (LINQS) dan ArbabianLab, telah menemukan cara untuk memungkinkan kamera di masa depan melihat dalam 3D (terutama untuk melihat cahaya). dalam tiga dimensi). Proyek ini dimulai dengan tim yang menunjukkan bahwa sistem deteksi cahaya dan jangkauan (LiDAR atau lidar) saat ini tidak nyaman karena ukurannya.

“Sistem lidar yang ada saat ini besar dan besar, tetapi suatu hari nanti, jika Anda menginginkan kemampuan lidar dalam jutaan drone otonom atau dalam kendaraan robot ringan, Anda akan menginginkannya menjadi sangat kecil, sangat hemat energi, dan menawarkan kinerja tinggi,” kata Okan Atalar, penulis pertama di kertas baru dalam jurnal Nature Communications dan kandidat doktor di bidang teknik elektro di Stanford.

Tim kemudian membuat perangkat yang ringkas, memungkinkannya menjadi lebih hemat energi (karena lidar dapat menghabiskan terlalu banyak daya karena ukuran dan jumlah komponen yang digunakannya) dan cocok untuk diintegrasikan ke kamera ponsel sehari-hari dan SLR digital. Kajian pada dasarnya bertumpu pada fenomena resonansi akustik. Ini memperkenalkan penggunaan wafer tipis lithium niobate, yang dikatakan sebagai bahan yang sempurna karena sifat listrik, akustik, dan optiknya.

Litium niobate dilapisi dengan dua elektroda transparan sebagai modulator akustik sederhana. Secara teknis, ketika listrik digunakan melalui elektroda dari modulator akustik tersebut, getaran akan terjadi secara efisien pada frekuensi yang sangat dapat diprediksi dan dikontrol. Niobate lithium kemudian akan memodulasi cahaya sementara beberapa polarisasi ditambahkan akan menyalakan dan mematikan lampu beberapa juta kali per detik.

Proses ini sangat penting dan salah satu pendekatan yang dikenal untuk menambahkan pencitraan 3D ke sensor standar. Seperti di lidar, proses ini secara efektif akan membantu mengukur variasi cahaya dan menghitung jarak. Dan seperti yang dikatakan, modulator yang ada yang ditemukan di sistem lain dapat memiliki konsumsi energi yang tinggi, yang tidak praktis. Tetapi dengan pendekatan yang ditunjukkan oleh para peneliti, ada kemungkinan untuk memperkenalkan pencitraan 3D di kamera kecil seperti yang ada di ponsel dan drone. Menurut para peneliti, ini dapat menjadi dasar dari "lidar CMOS standar" di masa depan. (Sensor gambar CMOS hampir secara universal digunakan di smartphone).

“Terlebih lagi, geometri wafer dan elektroda menentukan frekuensi modulasi cahaya, sehingga kami dapat menyempurnakan frekuensinya,” tambah Atalar. “Ubah geometri dan Anda ubah frekuensi modulasi … Meskipun ada cara lain untuk menyalakan dan mematikan lampu,” kata Atalar, “pendekatan akustik ini lebih disukai karena sangat hemat energi.”

Para peneliti mencoba teknologi tersebut dengan membangun prototipe sistem lidar di bangku laboratorium menggunakan kamera digital yang tersedia secara komersial sebagai reseptor. Menurut laporan tim, sistem baru mampu menghasilkan peta kedalaman resolusi megapiksel. Selain itu, mereka mengatakan bahwa modulator optik yang dibuat oleh tim sangat mengkonsumsi hanya sedikit daya dan bahkan berkurang 10 kali lebih rendah daripada yang disajikan dalam makalah. 

Dengan itu, jika teknologi mendapat dukungan yang dibutuhkannya, itu bisa membuka kemungkinan baru untuk smartphone pasar dan banyak lagi. Ini juga dapat merevolusi cara kita menggunakan semua perangkat dengan kamera, termasuk kamera profesional standar, drone, tablet, laptop, dan banyak lagi. Ini bisa berarti fungsi dan kemampuan tambahan untuk mereka yang dapat membantu kita dalam berbagai cara, seperti mendapatkan lebih banyak detail dalam gambar yang diambil. Melalui lidar resolusi megapiksel, para peneliti juga mengatakan bahwa akan lebih mudah bagi sistem untuk mengidentifikasi target secara efisien pada rentang yang lebih baik. Misalnya, ketika digunakan untuk mobil otonom, sistem lidar yang ditingkatkan dapat membedakan pejalan kaki dari pengendara sepeda pada jarak yang cukup jauh, menghasilkan sistem yang lebih baik untuk mencegah kecelakaan.