Μικροσκοπικές κοίλες διεπαφές μπορούν να βοηθήσουν τα αυτοκίνητα χωρίς οδηγό

Μια νέα μελέτη περιγράφει πώς οι μικροσκοπικές κοίλες διεπαφές (MCI) μπορούν να βοηθήσουν τα αυτοκίνητα χωρίς οδηγό να διαβάζουν σημάδια. Οι MCI είναι δομές που αντανακλούν το φως για να παράγουν οπτικά φαινόμενα.

Ο Qiaoqiang Gan είναι ερευνητής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο. Σύμφωνα με τον Gan, αυτά τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο μέλλον για να βοηθήσουν τα αυτοκίνητα χωρίς οδηγό να αναγνωρίζουν τα σημάδια κυκλοφορίας.

“Είναι ζωτικό να μπορείτε να εξηγήσετε πώς λειτουργεί μια τεχνολογία σε κάποιον πριν προσπαθήσετε να την υιοθετήσετε. Η νέα μας εργασία ορίζει πώς το φως αλληλεπιδρά με τις μικροσκοπικές κοίλες διεπαφές,” λέει ο Gan.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Applied Materials (AMAT ) Today στις 15 Αυγούστου.

Η συνεργατική μελέτη ηγήθηκε από τον Gan, PhD, καθηγητή ηλεκτρολογικής μηχανικής στο Τμήμα Μηχανικής και Εφαρμοσμένων Επιστημών του UB. Συμμετείχαν μια ομάδα από το UB, το Πανεπιστήμιο της Σαγκάης για την Επιστήμη και την Τεχνολογία, το Πανεπιστήμιο Fuda, το Πανεπιστήμιο Texas Tech και το Πανεπιστήμιο Hubei. Οι πρώτοι συγγραφείς του εγγράφου περιλαμβάνουν τον Jacob Rada, φοιτητή PhD στην ηλεκτρολογική μηχανική του UB, και τον Haifeng Hu, PhD, καθηγητή οπτικής-ηλεκτρικής και υπολογιστικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Σαγκάης για την Επιστήμη και την Τεχνολογία.

Υλικό ανακλοπής

Η μελέτη επικεντρώθηκε έντονα σε ένα υλικό ανακλοπής, ή một λεπτό φιλμ αποτελούμενο από μικροσφαίρες πολυμερούς τοποθετημένες στην κολλώδη πλευρά διαφανών ταινιών. Αυτές οι μικροσφαίρες είναι μερικώς εγκιβωτισμένες στην ταινία.

Όταν λευκό φως προβάλλεται σε αυτό το φιλμ, αντανακλώνεται και προκαλεί το φως να δημιουργήσει συνεχή βρόχο χρωμάτων. Από την άλλη πλευρά, ένα laser με単色 γεννά ένα μοτίβο από φωτεινές και σκουρόχρωμες δακτυλίους. Οι laser υπέρυθρων επίσης παράγουν διακριτικά σήματα αποτελούμενα από συνεχή δακτυλίους όταν αντανακλώνται.

Οι πειραματικές δοκιμές

Η έρευνα περιελάμβανε επίσης πειραματικές δοκιμές που χρησιμοποίησαν το λεπτό φιλμ σε ένα σήμα στάσης. Σύμφωνα με τον Rada, όταν τα μοτίβα σχηματίστηκαν, εμφανίστηκαν σε μια οπτική κάμερα που ανιχνεύει ορατό φως, καθώς και σε μια κάμερα LIDAR που ανιχνεύει σήματα υπέρυθρων.

“Σήμερα, τα συστήματα πιλότου αυτοκινήτου αντιμετωπίζουν πολλές προκλήσεις στην αναγνώριση σημάτων κυκλοφορίας, ιδιαίτερα σε πραγματικές συνθήκες,” λέει ο Gan. “Εξυπνα σημάδια κυκλοφορίας κατασκευασμένα από το υλικό μας θα μπορούσαν να παρέχουν περισσότερα σήματα για μελλοντικά συστήματα που χρησιμοποιούν LIDAR και αναγνώριση προτύπων ορατού φως μαζί για να αναγνωρίσουν σημαντικά σημάδια κυκλοφορίας. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για τη βελτίωση της ασφάλειας κυκλοφορίας για τα αυτοκίνητα χωρίς οδηγό.”

“Επιδείξαμε μια νέα συνδυασμένη στρατηγική για την ενίσχυση του σήματος LIDAR και της αναγνώρισης προτύπων ορατού φως που πραγματοποιούνται hiện από τις κάμερες ορατού και υπέρυθρου φως,” λέει ο Rada. “Η δουλειά μας έδειξε ότι η MCI είναι ένα ιδανικό στόχο για τις κάμερες LIDAR, λόγω των συνεχώς ισχυρών σημάτων που παράγονται.”

Η τεχνολογία είναι διαθέσιμη για άδεια, και ένα αμερικανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για το υλικό ανακλοπής έχει εκδοθεί. Ένα αντίστοιχο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας έχει επίσης εκδοθεί στην Κίνα. Οι κάτοχοι του διπλώματος ευρεσιτεχνίας είναι το Πανεπιστήμιο Fudan και το UB.

Σύμφωνα με τον Gan, το φιλμ θα δοκιμαστεί με διαφορετικά μήκη κύματος φως, καθώς και με διαφορετικά υλικά για τις μικροσφαίρες. Ο στόχος εδώ είναι να βελτιωθεί η απόδοση για εφαρμογές όπως σημάδια κυκλοφορίας σχεδιασμένα για αυτονομούς συστήματα.