机器人之眼 | 看似不起眼的小芯片有大突破

2016-08-11 08:16


原标题:突破 | 这个看似不起眼的小芯片将会成为“机器人之眼”



  对于要在物质世界“生存”的机器人来说,它们需要一双像样的眼睛。通常情况下,这个活儿是借助LIDAR (激光探测与测量)来实现。LIDAR 是一项技术,原理是光经过附近物体表面反射,在机器人周围形成一个 3D 效果的地图。LIDAR 就像是基础力学中的无线电探测器,但因为它用的是光而不是无线电波,因此形成的地图会更精确,精确到当它被应用到飞机上时,可以识别树上的不同树叶;当它被安装到自动驾驶汽车上时,可跟踪骑车人和行人的运动轨迹。

  然而,LIDAR 系统既贵又笨重。高端机型差不多要数万美元,即使最小的新型系统也像冰球那么大。LIDAR 传感器通常被安装在 Google 的自动驾驶汽车车顶上。



  这个传感器之所以比较笨重的原因在于它是机械的,拥有活动部件。陀螺转的一部分不停地转动,因此激光可以 360° 扫射。但这也限制了 LIDAR 影像的更新。为什么这么说呢?因为只有当光反射到传感器上的时候,传感器才能感知到哪里有物体存在,即使传感器能根据物体之前的位置、运动方向以及速度推断出该物体的位置,它仍然有各种各样的盲点。

  来自 MIT 和 DARPA 的研究人员或许找到了一个解决办法,他们发明了一个新式 LIDAR,可以把光线反射装置缩小成比一粒米还小的一个芯片那样。研究人员 Chirstopher Poulton 和 Michael Watts 在 IEEE Spectrum 上发表了一篇文章,上面写道,他们设计的传感器比现在市面上的 LIDAR 系统更小巧轻便、而且更便宜。它将会是机器人未来的眼睛。


“更小巧、更轻便、更便宜”


  这项新技术的关键是一门被称为硅光子学的学科,在硅光子学中,工程师发明了可以用显微镜观察到的导光和控光的小型电路。Poulton 和 Watts 把这个小型电路比作是微芯片,它能把用铜线和组件构成的电子系统压缩,用更小的晶体管构成。


  

  结果是,借助一个 6 毫米的芯片,LIDAR 传感器只有 0.5 毫米,只要 10 美元就可以大规模地制造。这些芯片有一些缺点:能看到的视野比较狭窄,距离也比较短(目前,它们只能“看见”两米内的物体),但是参与研究的人员称这些性能很快就可以得到改善。Poulton 和  Watts 写道:“我们预计在一年以内使视野范围扩大到10米,我们相信过不了几年,‘芯片上的 LIDAR’ 就可以成为可实现的商业解决方案。”


  最终的结果可能是便宜的传感器代替了机器视觉,而移动处理器代替了机器计算。即使机械化的 LIDAR系统保留了其应用在远距离感应上的有效性,晶体管 LIDAR 芯片可以对一系列产品实现深度感应。Poulton 和 Watts 建议将他们的芯片安装到机器人的手指上,这样一来,机器人就能感知它所抓到的东西。这项技术可能也会运用到人工智能玩具、3D 智能手机和无人机的二代产品研发中。


【来源:36kr】



注册会员

服务机器人近一步