Lidar: abbattere molto il prezzo di questo componente chiave può aiutare a rendere accessibili le auto a guida autonoma per un futuro più prossimo?

Le auto a guida autonoma odierne utilizzano una costosa tecnologia simile a un radar chiamata lidar che utilizza la luce per individuare gli oggetti sulla strada.

I ricercatori di Stanford mostrano come farlo con un chip molto più economico.

Ingegneri e imprenditori lavorano da anni su auto autonome, ma c’è un grosso ostacolo a renderle abbastanza economiche da diventare accessibili per tutti: occorre ridurre i costi del lidar, la tecnologia che consente ai sistemi di navigazione robotica di individuare e evitare pedoni e altri ostacoli lungo la carreggiata.

I lidar usano una tecnologia simile ai radar e di fatto raccolgono il segnale riflesso da onde luminose che sono state emesse e hanno rimbalzato su questi potenziali ostacoli.

I lidar attualmente costano tra gli 8.000 e i 30.000 dollari

I lidar di oggi utilizzano complesse parti meccaniche per inviare i laser a infrarossi delle dimensioni di una torcia che ruotano come le vecchie luci in cima alle auto della polizia, e il loro costo varia tra gli $ 8.000 a $ 30.000.

Con la nuova tecnologia il lidar potrebbe essere incorporato in un chip di silicio dal costo delle centinaia di dollari

Ma ora un team guidato dall’ingegnere elettrico Jelena Vuckovic sta lavorando per ridurre i componenti meccanici ed elettronici che potrebbero addirittura essere impacchettati in un singolo chip di silicio il cui costo potrebbe attestarsi a solo poche centinaia di dollari.

Il progetto nasce da anni di ricerche condotte dal laboratorio di Vuckovic per trovare un modo pratico per trarre vantaggio da un semplice fatto: proprio come la luce del sole attraversa il vetro, il silicio è trasparente alla luce laser a infrarossi utilizzata dal lidar.

In uno studio pubblicato su Nature Photonics, i ricercatori descrivono come hanno strutturato il silicio in un modo che utilizzi la sua trasparenza a infrarossi per controllare, focalizzare e sfruttare la potenza dei fotoni.

Il team ha utilizzato un processo chiamato design inverso di cui il laboratorio di Vuckovic è stato pioniere. Questa tecnica si basa su un algoritmo che traccia un progetto per i circuiti fotonici effettivi che svolgono funzioni specifiche – in questo caso, sparando un raggio laser davanti a un’auto per localizzare oggetti sulla strada e indirizzare la luce riflessa su un rivelatore. In base al ritardo tra quando l’impulso di luce viene inviato e quando esso si riflette sul rivelatore, i lidar misurano la distanza tra auto e oggetti.

Il team di Vuckovic ha impiegato due anni per creare il layout del circuito per il prototipo “lidar-on-a-chip” che hanno costruito nella struttura di nanofabbricazione di Stanford.

Costruire questo meccanismo di rilevamento su un chip è solo il primo, sebbene essenziale, passo verso la creazione di lidar economici.

I ricercatori stanno ora lavorando al prossimo traguardo cioè assicurarsi che il raggio laser possa muoversi circolarmente senza usare costose parti meccaniche.

Vuckovic stima che il suo laboratorio sia a circa tre anni dalla costruzione di un prototipo che sarebbe pronto per un test su strada e afferma

Siamo sulla giusta traiettoria per costruire un lidar-on-a-chip che sia abbastanza economico da contribuire a creare un mercato di massa per le auto autonome.