Cảm biến LiDAR, nhận dạng các vật thể bằng cách chiếu ánh sáng lên chúng, hoạt động như mắt của xe tự hành bằng cách giúp xác định khoảng cách đến các vật thể xung quanh và tốc độ hoặc hướng của xe.
>> Tham khảo: Làm thế nào việc cắt tỉa mạng có thể làm sai lệch các mô hình học sâu?
Để phát hiện các điều kiện không thể đoán trước trên đường và phản ứng nhanh, cảm biến phải nhận biết hai bên và phía sau cũng như phía trước của xe. Tuy nhiên, không thể quan sát đồng thời phía trước và phía sau xe do sử dụng cảm biến LiDAR xoay.
Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Junsuk Rho (Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Khoa Kỹ thuật Hóa học) và Ph.D. các ứng cử viên Gyeongtae Kim, Yeseul Kim và Jooyeong Yun (Khoa Kỹ thuật Cơ khí) từ POSTECH đã phát triển một cảm biến LiDAR cố định có chế độ xem 360°, với sự cộng tác của Giáo sư Inki Kim (Khoa Lý sinh) từ Đại học Sungkyunkwan.
Cảm biến mới này đang thu hút sự chú ý với tư cách là một công nghệ nguyên bản có thể kích hoạt cảm biến LiDAR siêu nhỏ vì nó được làm từ metasurface, là một thiết bị quang học phẳng siêu mỏng có độ dày chỉ bằng một phần nghìn sợi tóc người.
>> Tham khảo: Giới hạn khai thác lithium từ nước nóng.
Sử dụng metasurface có thể mở rộng đáng kể góc nhìn của LiDAR để nhận dạng các đối tượng ba chiều. Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc mở rộng góc nhìn của cảm biến LiDAR lên 360° bằng cách sửa đổi thiết kế và sắp xếp định kỳ các cấu trúc nano tạo nên siêu bề mặt.
Có thể trích xuất thông tin ba chiều của các vật thể ở các vùng 360° bằng cách tán xạ hơn 10.000 mảng chấm (ánh sáng) từ metasurface đến các vật thể và chụp ảnh mẫu điểm được chiếu xạ bằng máy ảnh.
Loại cảm biến LiDAR này được sử dụng cho chức năng nhận dạng khuôn mặt (Face ID) của iPhone. iPhone sử dụng thiết bị máy chiếu chấm để tạo tập hợp điểm nhưng có một số hạn chế; tính đồng nhất và góc nhìn của mẫu điểm bị hạn chế và kích thước của thiết bị lớn.
>> Tham khảo: Biến đổi khí hậu tác động đến các ngọn núi trên quy mô toàn cầu.
Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng ở chỗ công nghệ cho phép điện thoại di động, kính tăng cường và thực tế ảo (AR/VR) và rô-bốt không người lái nhận dạng thông tin 3D của môi trường xung quanh được chế tạo bằng các phần tử quang học nano.
Bằng cách sử dụng công nghệ in dấu nano, có thể dễ dàng in thiết bị mới trên nhiều bề mặt cong khác nhau, chẳng hạn như kính hoặc chất nền dẻo, cho phép ứng dụng lên kính AR, được gọi là công nghệ cốt lõi của màn hình trong tương lai.
Giáo sư Junsuk Rho giải thích: “Chúng tôi đã chứng minh rằng chúng tôi có thể kiểm soát sự lan truyền ánh sáng ở mọi góc độ bằng cách phát triển một công nghệ tiên tiến hơn các thiết bị metasurface thông thường.” Ông nói thêm: “Đây sẽ là một công nghệ nguyên bản cho phép tạo ra một nền tảng cảm biến hình ảnh 3D siêu nhỏ và toàn không gian.”
>> Tham khảo: Điều khiển từ xa để chuyển gen.
Được công bố gần đây trên tạp chí Nature Communications, nghiên cứu này được thực hiện với sự hỗ trợ của Trung tâm ươm tạo và tài trợ nghiên cứu Samsung.
