Interfacce concave a microscala potrebbero aiutare i veicoli autonomi

Uno studio recente descrive come le interfacce concave a microscala (MCI) potrebbero aiutare i veicoli autonomi a leggere i segnali stradali. Le MCI sono strutture che riflettono la luce per produrre fenomeni ottici.

Qiaoqiang Gan è un ricercatore di ingegneria alla University of Buffalo. Secondo Gan, questi effetti potrebbero essere utilizzati in futuro per aiutare i veicoli autonomi a identificare i segnali stradali.

“È fondamentale essere in grado di spiegare come funziona una tecnologia a qualcuno prima di tentare di adottarla. Il nostro nuovo studio definisce come la luce interagisce con le interfacce concave a microscala”, dice Gan.

La ricerca è stata pubblicata su Applied Materials (AMAT ) Today il 15 agosto.

Lo studio collaborativo è stato condotto da Gan, PhD, professore di ingegneria elettrica alla UB School of Engineering and Applied Sciences. Ha coinvolto un team della UB, della University of Shanghai for Science and Technology, della Fuda University, della Texas Tech University e della Hubei University. I primi autori del documento includono Jacob Rada, studente di dottorato in ingegneria elettrica alla UB, e Haifeng Hu, PhD, professore di ingegneria ottico-elettrica e informatica alla University of Shanghai for Science and Technology.

Materiale retroreflettente

Lo studio si è concentrato principalmente su un materiale retroreflettente, o un film sottile costituito da microsfere di polimero posizionate sul lato adesivo di nastro trasparente. Queste microsfere sono parzialmente incorporate nel nastro.

Quando la luce bianca è diretta su questo film, viene riflessa e causa la creazione di anelli arcobaleno concentrici. Un laser a singolo colore produce un pattern di anelli luminosi e scuri. I laser infrarossi producono anche segnali distintivi costituiti da anelli concentrici quando riflessi.

Gli esperimenti

La ricerca ha anche coinvolto esperimenti che utilizzavano il film sottile in un cartello di stop. Secondo Rada, quando i pattern sono stati formati, sono apparsi su una telecamera visiva che rileva la luce visibile, nonché su una telecamera LIDAR che rileva i segnali infrarossi.

“Attualmente, i sistemi di pilotaggio automatico affrontano molte sfide nel riconoscimento dei segnali stradali, specialmente in condizioni reali”, dice Gan. “I segnali stradali intelligenti realizzati con il nostro materiale potrebbero fornire più segnali per i sistemi futuri che utilizzano la riconoscimento di pattern visibili e LIDAR insieme per identificare i segnali stradali importanti. Ciò potrebbe essere utile per migliorare la sicurezza stradale per le auto autonome”.

“Abbiamo dimostrato una nuova strategia combinata per migliorare il segnale LIDAR e la riconoscimento di pattern visibili che sono attualmente eseguiti da entrambe le telecamere visibili e infrarosse”, dice Rada. “Il nostro lavoro ha mostrato che la MCI è un bersaglio ideale per le telecamere LIDAR, a causa dei segnali costantemente forti che vengono prodotti”.

La tecnologia è disponibile per licenza e un brevetto statunitense per il materiale retroreflettente è stato concesso. Un brevetto corrispondente è stato concesso anche in Cina. I titolari del brevetto sono la Fudan University e la UB.

Secondo Gan, il film sarà testato con diverse lunghezze d’onda di luce, nonché con diversi materiali per le microsfere. L’obiettivo è quello di migliorare le prestazioni per applicazioni come i segnali stradali progettati per sistemi autonomi.