Создан чип для роботов, способный измерять расстояние и скорость объектов

Группа исследователей представила сенсор на кремниевом чипе, способный одновременно создавать трехмерные карты пространства и фиксировать скорость движущихся объектов. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Устройство представляет собой матрицу из 61 952 пикселей, размещенных на одном кремниевом чипе. Каждый пиксель выполняет функции излучателя и приемника лазерного сигнала. Технология основана на методе FMCW LiDAR, который использует непрерывный лазерный луч вместо коротких импульсов. Такой подход позволяет регистрировать изменения частоты отраженных световых волн и вычислять одновременно два параметра: дистанцию до объекта и его скорость.

Внешний лазерный источник подает луч на чип, где система оптических переключателей последовательно направляет его на группы пикселей. Каждый пиксель измеряет отраженный сигнал, данные которого обрабатываются для получения информации о расстоянии и скорости. Совмещение функций излучения и приема в одном пикселе значительно уменьшает размеры устройства.

Испытания показали работоспособность сенсора на дистанциях от 6 до 11 метров при сканировании помещений. При проверке дальности действия чип зафиксировал детали здания на расстоянии 65 метров, включая окна и балконы. Устройство также успешно измерило скорость вращающегося диска в режиме реального времени.

Автор разработки Ремус Николаеску отметил, что это первая крупномасштабная когерентная система с полной интеграцией электроники в одну микросхему. Исследователи планируют повысить разрешение устройства и увеличить рабочий диапазон. Технология может применяться в робототехнике, беспилотных летательных аппаратах и цифровых камерах.