حقبة جديدة في السيارات بدون سائق ليزر بحجم العملة المعدنية

قام باحثون من جامعة روتشستر وجامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا بتطوير ليزر بحجم العملة المعدنية يمكن أن يمكّن السيارات ذاتية القيادة من إدراك محيطها بشكل أكثر وضوحاً. صُمم الليزر لتحسين تقنية علمية تسمى "القياس البصري"، والتي تستخدم الضوء لقياس الأجسام وتحديدها.

يمكن أن يساهم هذا الليزر المصغر في تطوير تقنية الليدار (الكشف عن الضوء وتحديد المدى). تقوم أنظمة الليدار بتحليل الإشارات الضوئية غير المرئية المنعكسة بواسطة الليزر من الأجسام المحيطة وتجمع معلومات عن حجمها ومسافتها وسرعتها. وهذا يساعد المركبات ذاتية القيادة على التنقل بأمان.

ويرى الباحثون أن أنظمة الليدار الحالية غير كافية بسبب بنيتها المعقدة وميلها إلى ارتكاب الأخطاء. ويقال إن الليزر المطور حديثاً قادر على جمع البيانات البيئية بشكل أسرع وأدق بكثير.

تتبع أفضل للأجسام المتحركة

قال شيشين شويه، طالب دكتوراه من الفريق، إن الليزر الذي طوروه يمكن أن يوفر ضبط التردد الواسع والسريع المطلوب لـ "ليدار الموجات المستمرة المعدلة التردد" (FMCW LiDAR)، وهو نوع متقدم من الليدار. وهذا يجعل من الممكن للمركبات ذاتية القيادة تتبع الأجسام المتحركة بدقة أكبر.

ولإثبات حساسية الليزر، قال الباحثون إن بإمكانه اكتشاف الحرفين "U" و"R" المكونين من مكعبات الليغو على قرص دوار. وهذا يدل على أن الليزر يمكنه التقاط التفاصيل حتى في الأجسام سريعة الحركة.

كما أكد شوي أنهم تمكنوا من تركيب جميع مكونات عملية قفل التردد PDH (باوند-دريفر-هول) داخل الليزر. ويمكن الآن تنفيذ هذه العملية، التي تتطلب عادةً معدات بحجم كمبيوتر مكتبي، على شريحة صغيرة. وبهذه الطريقة، يُذكر أن الليزر أصبح أصغر حجماً وأكثر فائدة.

سيستخدم أيضاً في المركبات الجوية

يمكن استخدام الليزر الجديد أيضاً في الأنظمة التي تتطلب مقاومة منخفضة للهواء، مثل المركبات الجوية ذاتية القيادة. كما يمكن تطبيقه في المجالات التي تتطلب أنظمة ليزر عالية الحساسية، مثل معالجة المعلومات الكمية أو الكشف عن موجات الجاذبية.

ووفقاً للبحث، يمكن لليزر أن يرسل 20 كوينتيليون (مليار مليار) نبضة ضوئية في الثانية الواحدة، ويمكنه اكتشاف الأجسام التي تتحرك بسرعة 40 متراً في الثانية على ارتفاع 40 سنتيمتراً. كما يمكنه العمل بشكل موثوق لمدة 60 دقيقة.

كما دعمت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA) عملية التطوير. وقد تم تنفيذ العمل في إطار برنامج LUMOS (الليزر للأنظمة البصرية العالمية متناهية الصغر) التابع لوكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA).