Sürücüsüz araçlarda yeni dönem: Bozuk para büyüklüğünde lazer

ABD’deki Rochester Üniversitesi ve California Üniversitesi, Santa Barbara’dan araştırmacılar, sürücüsüz araçların çevrelerini çok daha net algılamasını sağlayabilecek, bozuk para büyüklüğünde bir lazer geliştirdi. Lazerin, nesneleri ışıkla ölçmeye ve tanımlamaya yarayan “optik metroloji” adlı bilimsel tekniği geliştirmek amacıyla tasarlandığı belirtildi.

Bu minyatür lazer, lidar (ışık algılama ve uzaklık ölçümü) teknolojisinin gelişimine katkı sağlayabilir. Lidar sistemleri, lazerle çevredeki nesnelerden yansıyan görünmez ışık sinyallerini analiz ederek, nesnelerin boyut, mesafe ve hız bilgilerini topluyor. Bu da sürücüsüz araçların güvenli biçimde yön bulmasına yardımcı oluyor.

Araştırmacılar, günümüzde kullanılan lidar sistemlerinin karmaşık yapıları ve hata yapma eğilimleri nedeniyle yetersiz olduğunu savunuyor. Yeni geliştirilen lazerin, çevreye dair verileri çok daha hızlı ve hassas biçimde toplayabildiği belirtiliyor.

HAREKETLİ NESNELERİ DAHA İYİ TAKİP EDİYOR

Ekipten doktora öğrencisi Shixin Xue, geliştirdikleri lazerin, gelişmiş bir lidar türü olan “frekans modülasyonlu sürekli dalga lidar” (FMCW LiDAR) için gerekli olan geniş ve hızlı frekans ayarlamasını sağlayabildiğini ifade etti. Bu özellik, sürücüsüz araçların hareketli nesneleri daha hassas biçimde takip edebilmesini mümkün kılıyor.

Lazerin hassasiyetini göstermek için araştırmacılar, dönen bir diskin üzerindeki Lego tuğlalarından oluşturulmuş “U” ve “R” harflerini algılayabildiğini belirtti. Bu, lazerin hızlı hareket eden nesnelerde bile detayları seçebildiğini ortaya koyuyor.

Xue ayrıca, lazerin içine PDH (Pound-Drever-Hall) frekans kilitleme sürecinin tüm bileşenlerini sığdırmayı başardıklarını vurguladı. Normalde masaüstü bilgisayar büyüklüğünde ekipman gerektiren bu işlem artık küçük bir çipte gerçekleştirilebiliyor. Bu sayede lazerin hem daha küçük hem de daha kullanışlı hale geldiği ifade ediliyor.

HAVA ARAÇLARINDA DA KULLANILABİLECEK

Yeni lazer, sürücüsüz hava araçları gibi düşük hava direncine ihtiyaç duyan sistemlerde de kullanılabilecek. Aynı zamanda, kuantum bilgi işleme veya kütleçekim dalgalarının tespiti gibi son derece hassas lazer sistemleri gerektiren alanlarda da uygulanabilir.

Araştırmaya göre lazer saniyede 20 kentilyon (milyar milyar) ışık darbesi gönderebiliyor ve saniyede 40 metre hızla hareket eden nesneleri 40 santimetreden algılayabiliyor. Ayrıca 60 dakika boyunca güvenilir bir şekilde çalışabiliyor.

Geliştirme sürecine, ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) da destek verdi. Çalışma, DARPA’nın LUMOS (Evrensel Mikro Ölçekli Optik Sistemler İçin Lazerler) programı kapsamında yürütüldü.