מהר יותר – לא תמיד טוב יותר

This post is also available in: English (אנגלית)

חוקרים מחפשים חיישן תלת-מימדי קומפקטי וקל לשימוש לצורך ישומים ברכב האוטונומי, רובוטיקה ורחפנים, מערכות ביטחון ועוד. מערכות חיישני LiDAR (איתור ומדידת אור) יכולות לפעול כחיישנים תלת-מימדיים, אבל בפועל, החלקים הנעים המורכבים ברבות מהמערכות האלה הופכות אותן למסורבלות, פחות אמינות ויקרות, מה שמגביל את השימושיות שלהן.

חיישני ה-LiDAR מסוגלים למדוד את המרחק בין עצמים מרוחקים ועוד באמצעות אור לייזר. רוב המערכות בחיישני ה-LiDAR הקיימים מורכבות ממקור לייזר, גלאי תמונה שממיר אור לזרם, וכן מכשיר היגוי קרן אופטית שמכוון את האור למיקום הנכון.

כיום ישנו עניין רב במכשירים שאינם מכניים, או במצב מוצק. אחת השיטות הלא-מכניות שצוברות תאוצה היא OPA – מערך מופע אופטי, הכולל שורות של אנטנות אופטיות זעירות המיועדות להפנות את האור לכיוונים שונים. אבל כיוון שכמויות גדולות מאוד של אנטנות אופטיות מתחילות להיות משולבות לתוך שבב בודד, היכולת לשלוט ולכייל את ה-OPA הופכת מורכבת, כך לפי osa-opn.org.

קבוצת חוקרים מהאוניברסיטה הלאומית Yokohama ביפן פיתחו שיטה להשגת חיישן כזה באמצעות ניצול אור איטי, מהלך בלתי צפוי בתחום בו המהירות נחשבת להיבט החשוב ביותר. נראה שמהיר יותר אינו תמיד טוב יותר, בפרט כשמדובר בחיישן תלת-מימדי בטכנולוגיה מתקדמת.

"כל מכשירי ההיגוי מבוססי קרן אופטית הקיימים כיום משתמשים באותו סוג של מכניקה, כגון מראות מסתובבות", טוען טושיהיקו באבה, כותב המחקר ומרצה במחלקה להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת Yokohama. "הדבר גורם למכשיר להיות גדול וכבד, בעל מהירות כוללת מוגבלת ומחיר גבוה. בפרט במכשירים ניידים, המערכת הופכת בלתי יציבה מה שמצמצם את טווח היישומים".

במחקר האור האיטי, השתמשו באבה ועמיתיו ב"קריסטל פוטוני" מנחה גל מיוחד, המכוון דרך מדיום בחריטת סיליקון. מהירות האור מואטת והוא מוקרן לחלל החופשי כשהוא מאולץ להיות באינטראקציה עם הקריסטל הפוטוני. החוקרים יצרו עדשת פריזמה כדי לכוון את הקרן לכיוון הרצוי. 

"ההיגוי הלא-מכני הוא חיוני עבור חיישני LiDAR", טוען החוקר. 

השיטה והמכשיר שפיתחו הם בגודל קטן, ללא מכניקה בתנועה, ומהווים בסיס ל-LiDAR במצב מוצק. מכשיר כזה נחשב קטן יותר, זול לייצור ועמיד יותר, בפרט ביישומים ניידים כמו כלי רכב אוטונומיים.,

בשל בהבא, הצוות ידגים באופן מקיף יותר את הפוטנציאל של הלידאר המוצק, ויעבוד על שיפור הביצועים במטרה להפוך את המכשיר למסחרי בסופו של דבר.

תוצאות המחקר מתפרסמות ב-Optica, כתב עת של ה-Optical Society, כך מדווח eurekalert.org.

מעוניינים ללמוד עוד על טכנולוגיות לידאר ולייזר ל-HLS? השתתפו ב-iHLS InnoTech Expo Tel Aviv – ארוע החדשנות והטכנולוגיות הגדול בישראל בתחום HLS וסייבר – ב-18-19 בנובמבר, 2020 באקספו תל אביב, ביתן 2. לפרטים והרשמה: https://innotech.i-hls.com/he/home-he/.