Silla giratoria y pantalla a 40 m: fotografía tomada con un sensor de 32x16 píxeles (tamaño de sensor de 2 mm x 2,5 mm). 3D LIDAR.
Silla giratoria y pantalla a 40 m: fotografía tomada con un sensor de 32x16 píxeles (tamaño de sensor de 2 mm x 2,5 mm). 3D LIDAR. Crédito: Pointcloud Inc.

Investigadores de Southampton y San Francisco han desarrollado el primer sistema compacto de imágenes 3D LiDAR que puede igualar y superar el rendimiento y la precisión de los sistemas mecánicos más avanzados que se utilizan actualmente. 3D LiDAR puede proporcionar imágenes y mapeo precisos para muchas aplicaciones; son los “ojos” de los coches autónomos y se utilizan en software de reconocimiento facial y en robots y drones autónomos. La obtención de imágenes precisas es esencial para que las máquinas mapeen e interactúen con el mundo físico, pero el tamaño y los costes de la tecnología que se necesita actualmente han limitado el uso de LIDAR en aplicaciones comerciales.

Ahora, un equipo de investigadores de Pointcloud Inc. en San Francisco y el Centro de Investigación Optoelectrónica (ORC) de la Universidad de Southampton han desarrollado un nuevo sistema integrado, que utiliza componentes fotónicos de silicio y circuitos electrónicos CMOS en el mismo microchip. El prototipo que han desarrollado sería una solución de bajo costo y podría allanar el camino para la producción de grandes volúmenes de cámaras de imágenes 3D de bajo costo, compactas y de alto rendimiento para su uso en robótica, sistemas de navegación autónomos, mapeo de sitios de construcción para mejorar la seguridad y la asistencia sanitaria.

Graham Reed, profesor de fotónica de silicio dentro del ORC, afirma que “LIDAR ha prometido mucho, pero no siempre ha cumplido su potencial en los últimos años porque, aunque los expertos han reconocido que las versiones integradas pueden reducir los costes, el rendimiento necesario no ha llegado hasta ese punto hasta ahora“.

Este es el primer conjunto de detectores coherentes 2D a gran escala que consta de 512 píxeles para 3D LIDAR

El sistema de fotónica de silicio que hemos desarrollado proporciona una precisión mucho mayor a distancia en comparación con otros sistemas LIDAR basados en chips hasta la fecha, y la mayoría de las versiones mecánicas, lo que demuestra que el sistema integrado que buscábamos para LIDAR es viable“.

Remus Nicolaescu, CEO de Pointcloud Inc. añade que “la combinación de alto rendimiento y fabricación de bajo costo acelerará las aplicaciones existentes en autonomía y realidad aumentada, y abrirá nuevos caminos, como aplicaciones análogas digitales industriales y de consumo que requieren una precisión de alta profundidad, o atención médica preventiva a través del control remoto de los signos vitales y del comportamiento que requieren una alta precisión y velocidad. La colaboración con el equipo de clase mundial en el ORC ha sido fundamental y ha acelerado enormemente el desarrollo de la tecnología“.

Las últimas pruebas del prototipo, publicadas en la revista Nature, muestran que tiene una precisión de 3,1 milímetros a una distancia de 75 metros.

Entre los problemas que enfrentaban los sistemas integrados anteriores se encuentran las dificultades para proporcionar una matriz densa de píxeles que se pueda abordar fácilmente; esto los ha restringido a menos de 20 píxeles, mientras que este nuevo sistema es el primer conjunto de detectores coherentes 2D a gran escala que consta de 512 píxeles. Los equipos de investigación ahora están trabajando para ampliar las matrices de píxeles y la tecnología de dirección del haz para hacer que el sistema se adapte aún mejor a las aplicaciones del mundo real y mejorar aún más el rendimiento.

Fuente: Nature.

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