Je tu nový prístup, ktorý dáva typickým kamerám 3D možnosti

Tím výskumníkov zo Stanfordskej univerzity v spolupráci medzi Laboratóriom pre integrované nano-kvantové systémy (LINQS) a ArbabianLab vymyslel spôsob, ako umožniť kamerám v budúcnosti vidieť v 3D (najmä vidieť svetlo). v troch rozmeroch). Projekt sa začal tým, že tím poukázal na to, že systémy detekcie a určovania vzdialenosti svetla (LiDAR alebo lidar) sú v súčasnosti nepohodlné kvôli ich veľkosti.

„Existujúce systémy lidar sú veľké a objemné, ale ak raz budete chcieť schopnosti lidaru v miliónoch autonómnych dronov alebo v ľahkých robotických vozidlách, budete chcieť, aby boli veľmi malé, veľmi energeticky účinné a ponúkali vysoký výkon,“ povedal Okan Atalar, prvý autor na nového papiera v časopise Nature Communications a doktorandom v elektrotechnike na Stanforde.

Tím potom vytvoril kompaktné zariadenie, ktoré mu umožnilo byť energeticky efektívnejšie (keďže lidar môže spotrebovať príliš veľa energie kvôli veľkosti a počtu komponentov, ktoré používa) a dobre sa hodí na integráciu do Kamery každodenných mobilných telefónov a digitálnych zrkadloviek. Štúdia sa v podstate opiera o fenomén akustickej rezonancie. Predstavuje použitie tenkého plátku niobátu lítneho, o ktorom sa hovorí, že je dokonalým materiálom vďaka svojim elektrickým, akustickým a optickým vlastnostiam.

Niobát lítny je potiahnutý dvoma priehľadnými elektródami ako jednoduchý akustický modulátor. Technicky, keď sa cez elektródy uvedeného akustického modulátora použije elektrina, vibrácie sa vyskytnú efektívne pri veľmi predvídateľných a kontrolovateľných frekvenciách. Niobát lítny potom moduluje svetlo, zatiaľ čo pár pridaných polarizátorov zapína a vypína svetlo niekoľko miliónov krát za sekundu.

Tento proces je nevyhnutný a je jedným zo známych prístupov k pridávaniu 3D zobrazovania do štandardných senzorov. Podobne ako pri lidare tento proces efektívne pomôže merať zmeny svetla a vypočítať vzdialenosť. A ako už bolo povedané, existujúce modulátory nachádzajúce sa v iných systémoch môžu mať vysokú spotrebu energie, čo je nepraktické. Ale s prístupom, ktorý ukázali výskumníci, existuje možnosť zaviesť 3D zobrazovanie v malých fotoaparátoch, ako sú tie, ktoré sú umiestnené na telefónoch a dronoch. Podľa výskumníkov môže byť v budúcnosti základom „štandardného CMOS lidaru“. (Obrazové snímače CMOS sa v smartfónoch používajú takmer všeobecne).

„A čo viac, geometria doštičiek a elektród definuje frekvenciu modulácie svetla, takže frekvenciu môžeme jemne doladiť,“ dodal Atalar. "Zmeňte geometriu a zmeníte frekvenciu modulácie... Aj keď existujú iné spôsoby, ako zapnúť a vypnúť svetlo," hovorí Atalar, "tento akustický prístup je vhodnejší, pretože je mimoriadne energeticky účinný."

Výskumníci vyskúšali túto technológiu vytvorením prototypu lidarového systému na laboratórnom stole pomocou komerčne dostupného digitálneho fotoaparátu ako receptora. Podľa správ tímu bol nový systém schopný vytvárať hĺbkové mapy s megapixelovým rozlíšením. Okrem toho povedali, že optický modulátor vytvorený tímom neuveriteľne spotreboval len malé množstvo energie a že bol dokonca 10-krát nižší, ako bolo uvedené v článku. 

Ak teda technológia dostane potrebnú podporu, môže to otvoriť nové možnosti smartphone trh a oveľa viac. Môže tiež spôsobiť revolúciu v tom, ako používame všetky zariadenia s kamerami, vrátane štandardných profesionálnych kamier, dronov, tabletov, notebooky, a viac. Môže to pre nich znamenať ďalšie funkcie a možnosti, ktoré nám môžu pomôcť rôznymi spôsobmi, napríklad získať viac podrobností v nasnímaných obrázkoch. Prostredníctvom lidaru s megapixelovým rozlíšením výskumníci tiež tvrdia, že pre systém bude jednoduchšie identifikovať ciele efektívne vo vynikajúcom rozsahu. Napríklad pri použití pre autonómne autá dokáže vylepšený systém lidar rozlíšiť chodcov od cyklistov na značnú vzdialenosť, čo vedie k lepšiemu systému na predchádzanie nehodám.