Auto a guida autonoma: il team MIT presenta la nuova generazione di sensori LIDAR

Le auto a guida autonoma stanno arrivando, con il 2020 spesso dato come l'anno in cui aspettarsi l'arrivo di veicoli completamente autonomi sulla strada. Ma il loro successo dipenderà dal fatto che i sensori della macchina siano abbastanza buoni da vedere e reagire a tutto ciò che li circonda.

I veicoli attuali equipaggiati con forme di tecnologia di guida autonoma come l'autopilota di Tesla si basano su quelli noti come sensori di rilevamento della luce e di distanza, o LIDAR. Questa è una fotocamera che spara un raggio di luce e misura quanto tempo impiega quella luce per ottenere da ciò che sta guardando al sensore, una specie di sonar simile.

"Il problema è che la luce si muove molto velocemente, quindi in una luce di un nanosecondo ha viaggiato un piede", racconta Achuta Kadambi, una studentessa di dottorato al Massachusetts Institute of Technology Inverso in una telefonata.

Quei tipi di velocità rendono difficile per il sensore dire con precisione Esattamente quanto tempo impiega la luce per uscire e riprendersi. Diventa ancora più confuso quanto più lontano è un oggetto, e l'unico modo per risolverlo è rendere il sistema abbastanza potente da distinguere la luce diversa che arriva ad ogni frazione di un nanosecondo.

"Questo significa che se si desidera una risoluzione della lunghezza del percorso migliore di un piede, il mio sensore deve avere una risoluzione temporale migliore di un miliardesimo di secondo", afferma Kadambi. "Questo è chiedere molto."

In un documento pubblicato in Accesso IEEE la scorsa settimana, Achuta e il Dr. Ramesh Raskar descrivono come hanno escogitato un modo per superare quella che chiamano "la maledizione della velocità della luce".

Invece di creare una fotocamera abbastanza potente per catturare tutte le oscillazioni delle onde luminose, filtrano la luce attraverso un materiale in fibra ottica per renderlo più facile da misurare.

"Stiamo creando un modo sofisticato per filtrare la luce prima che colpisca il rilevatore", afferma Kadambi. "In questo modo possiamo usare rivelatori ordinari, ma ottenere la risoluzione del percorso di sistemi straordinari".

Tutto questo può diventare un po 'tecnico, ma ecco un modo in cui il sistema può funzionare: diciamo un incendio auto-guida di un raggio che pulsa un miliardo di volte al secondo. Mentre alcuni rimbalzano sulla macchina a quella velocità, altri sono influenzati in modo lieve dall'ambiente circostante, quindi ritornano a 999.999.999 impulsi al secondo.

Sarebbe una differenza quasi impossibile da rilevare per un sistema informatico - eccetto che l'interazione di quei due raggi è l'equivalente dei loro impulsi che si annullano a vicenda, lasciando solo uno impulso ogni secondo. È molto più facile da rilevare per i sensori.

Sono quei tipi di scorciatoie che possono rendere la tecnologia auto-guida più economica, più facile e, si spera, più potente. Un potenziale vantaggio di questa configurazione è che permetterebbe alle auto di vedere in lontananza anche in condizioni di nebbia, dove i sistemi LIDAR esistenti sono in difficoltà.

I sensori di oggi costano circa $ 75.000. È probabile che il costo debba scendere per rendere le auto a guida autonoma accessibili al conducente di una media: beh, macchina utente, supponiamo che il termine dovrà diventare una volta che non stiamo più guidando il driver, ma provare a far funzionare LIDAR meglio di adesso potrebbe renderli ancora più costosi.

Utilizzando la ricerca di Achuta e Raskar, i veicoli autonomi potrebbero essere riadattati con il materiale utilizzato per aumentare la risoluzione delle telecamere già presenti nelle auto. Questa sarebbe una soluzione economica per trasformare in realtà le auto che guidano da soli.