Các nhà nghiên cứu của bang Pennsylvania đã phát triển một thành phần cảm biến thích ứng ánh sáng điều đó có thể làm cho camera và robot của xe tự hành trở nên đáng tin cậy hơn nhiều trong điều kiện ánh sáng thay đổi. Tác phẩm được xuất bản vào thứ Hai năm Truyền thông thiên nhiênlấy tín hiệu trực tiếp từ cách mắt người điều chỉnh giữa môi trường sáng và tối.
Sinh học như một bản thiết kế
Hệ thống camera hiện tại trong ô tô tự lái được điều chỉnh để có ánh sáng nhất quán, điều đó có nghĩa là độ chính xác giảm xuống khi điều kiện thay đổi nhanh chóng, chẳng hạn như di chuyển từ con đường tối sang đèn pha đang tới. Nhóm nghiên cứu của bang Pennsylvania, do giáo sư kỹ thuật Larry Cheng dẫn đầu, đã xem xét hệ thống tế bào hình que và hình nón của mắt để tìm giải pháp. Trong mắt, tế bào hình que chứa các sắc tố tẩy trắng trong ánh sáng mạnh và tái tạo dần dần trong bóng tối, cho phép mắt liên tục điều chỉnh lại độ nhạy của nó.
Các nhà nghiên cứu đã tái tạo động lực đó trong một loại photomemristor mới, một cảm biến nhỏ thu giữ ánh sáng và chuyển nó thành dữ liệu điện. Thiết kế của họ sử dụng hai vật liệu: polyme dạng gel dẫn điện và oxit titan. Khi ánh sáng chạm vào oxit titan sẽ tạo ra dòng điện khiến polyme hấp thụ hoặc giải phóng nước tùy theo độ sáng, tự điều chỉnh độ nhạy hiệu quả theo thời gian thực.
Độ chính xác 95% trong ánh sáng hỗn hợp
Để kiểm tra thiết kế, nhóm đã chế tạo một dãy cảm biến 4 × 4 và ghép nối nó với mạng lưới thần kinh, tạo ra một hệ thống thị giác máy cơ bản. Họ đã chạy nó thông qua một biến thể của bài kiểm tra biểu đồ mắt tiêu chuẩn, yêu cầu nó xác định chữ cái “F” của đèn LED trên phông nền được điều chỉnh theo mức độ sáng dao động. Sau bảy chu kỳ huấn luyện, hệ thống đạt độ chính xác hơn 95% trong điều kiện ánh sáng hỗn hợp.
Video được đề xuất
Mỗi cảm biến có chiều ngang chỉ nửa milimet và Cheng cho biết các đơn vị riêng lẻ có thể được kết nối thành các mảng lớn hơn để phát hiện các mẫu hình ảnh rộng hơn mà không làm thay đổi kích thước vật lý của từng thành phần.
Ngoài các phương tiện tự hành, nhóm nghiên cứu còn nhận thấy các ứng dụng tiềm năng trong chế tạo robot trong nhà máy và xa hơn nữa là công nghệ hỗ trợ cho người khiếm thị. Bằng sáng chế tạm thời đã được nộp và các bước tiếp theo liên quan đến việc mở rộng cảm biến thành một hệ thống đa phương thức có khả năng xử lý đồng thời cả dữ liệu hình ảnh và xúc giác.
Photomemristor tham gia vào danh sách ngày càng nhiều cải tiến về cảm biến nhằm cải thiện độ tin cậy của xe tự lái, bao gồm cả bộ radar nhỏ gọn được phát triển tại Đại học Rice vào đầu năm nay.
Nguồn DigitalTrend