作者汤姆·阿巴特，斯坦福大学 一种新的基于芯片的导航技术可以使自动驾驶汽车在经济上可行
信用:科学资源/安杰伊·沃西基 工程师和商业领袖们多年来一直在研究自动驾驶汽车，但要让它们变得足够便宜并变得普遍，有一个很大的障碍:他们需要一种方法来降低激光雷达的成本，这种技术使机器人导航系统能够通过反射光波来发现和避免道路上的行人和其他危险。
今天的激光雷达使用复杂的机械部件来发送手电筒大小的红外激光，就像老式的警车上的泡泡糖灯一样旋转——成本在8000到30000美元之间
但是现在，一个由电气工程师贾云馨·维克维奇领导的团队正致力于将屋顶激光雷达中的机械和电子元件缩小到一块硅芯片，她认为这种芯片只需几百美元就可以批量生产
该项目源于维克科维奇实验室多年的研究，旨在找到一种实用的方法来利用一个简单的事实:就像阳光透过玻璃一样，硅对激光雷达(光探测和测距的简称)使用的红外激光是透明的
在《自然光子学》上发表的一项研究中，研究人员描述了他们是如何利用硅的红外透明度来控制、聚焦和利用光子的能量的，光子是构成光束的奇怪粒子
该团队使用了一种被称为逆向设计的方法，这种方法是维克科维奇的实验室在过去十年中首创的
逆向设计依赖于一种强大的算法，该算法为执行特定功能的实际光子电路绘制蓝图——在这种情况下，在汽车前方射出激光束来定位道路上的物体，并将反射光路由回检测器
基于光脉冲向前发送和光束反射回检测器之间的延迟，激光雷达测量汽车和物体之间的距离
Vuckovic的团队花了两年时间为他们在斯坦福纳米制造设施中建造的芯片激光雷达原型制作电路布局
博士后杨基友和博士
D
学生金希·斯卡达在这一过程中发挥了关键作用，纽约城市大学物理学家安德里亚·阿尔和纽约大学博士后学者米歇尔·科特鲁夫提出了重要的理论见解
在芯片上建立这种测距机制只是制造廉价激光雷达的第一步，尽管这一步至关重要
研究人员现在正致力于下一个里程碑，确保激光束可以在不使用昂贵的机械部件的情况下扫描一圈
Vuckovic估计她的实验室离制造一个可以进行道路测试的原型还有大约三年的时间
“我们正在建造一个芯片激光雷达，它足够便宜，有助于为自动驾驶汽车创造一个大规模的市场，”维克科维奇说
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