La réalisation du potentiel des voitures autonomes repose sur une technologie able de détecter et de réagir rapidement aux obstructions et aux autres véhicules en temps réel. Les ingénieurs de l’Université du Texas à Austin et de l’Université de Virginie ont créé un nouveau dispositif de détection de lumière special en son genre qui peut amplifier in addition précisément les signaux faibles rebondissant sur des objets éloignés que la technologie actuelle ne le permet, donnant aux véhicules autonomes une image additionally complète de ce qui se passe sur la route.



Le nouveau dispositif est in addition reasonable que les autres détecteurs de lumière en ce qu’il élimine également les incohérences, ou le bruit, associés au processus de détection. Un tel bruit peut amener les systèmes à manquer les signaux et mettre en hazard les passagers des véhicules autonomes.

« Les véhicules autonomes envoient des signaux laser qui rebondissent sur les objets pour vous indiquer à quelle distance vous êtes. Peu de lumière revient, donc si votre détecteur émet additionally de bruit que le sign entrant, vous n’obtenez rien », a déclaré Joe Campbell, professeur de génie électrique et informatique à la University of Virginia Faculty of Engineering.



Des chercheurs du monde entier travaillent sur des dispositifs. pour répondre à ces besoins. Mais ce qui distingue ce nouvel appareil, c’est son alignement en forme d’escalier. Il comprend des étapes physiques d’énergie que les électrons roulent vers le bas, se multipliant en cours de route et créant un courant électrique moreover fort pour la détection de la lumière au fur et à mesure.

En 2015, les chercheurs ont créé un dispositif d’escalier à une seule marche. Dans cette nouvelle découverte. ils ont montré, pour la première fois.

« L’électron est comme une bille roulant dans un escalier », a déclaré Seth Lender, professeur au département de génie électrique et informatique de la Cockrell University qui a dirigé la recherche avec Campbell, un ancien professeur de la Cockrell University de 1989 à 2006 et de l’UT Ancien élève d’Austin (BS, Physique, 1969). « Chaque fois que le marbre roule d’un pas, il tombe et s’écrase sur le suivant. Dans notre cas, l’électron fait la même selected, mais chaque collision libère suffisamment d’énergie pour libérer un autre électron. Nous pouvons commencer avec un électron, mais tomber à chaque pas double le nombre d’électrons: 1, 2, 4, 8, etc.  »

Le nouvel appareil de la taille d’un pixel est idéal pour les récepteurs de détection et de télémétrie de lumière (lidar), qui nécessitent des capteurs haute résolution qui détectent les signaux optiques réfléchis par des objets distants. Lidar est une partie importante de la technologie des voitures autonomes, et il a également des applications dans la robotique, la surveillance et la cartographie du terrain.

L’ajout d’étapes augmente la sensibilité et la cohérence de l’appareil. Et la multiplication cohérente des électrons à chaque étape rend les signaux électriques du détecteur plus fiables, même dans des circumstances de faible luminosité.

« Moins la multiplication est aléatoire, plus les signaux que vous pouvez repérer en arrière-system sont faibles », a déclaré Bank. « Par exemple, cela pourrait vous permettre de regarder sur de moreover grandes distances avec un système de radar laser pour véhicules autonomes. »

Ce kind de capacité de détection existe depuis des décennies, mais des barrières technologiques ont freiné son avancement. a déclaré Lender, mais cette technologie existe depuis plus de 50 ans et utilise des composants d’éclairage et des tubes à vide obsolètes. Dans les années 1980. Mais les outils et procedures pour en faire une réalité n’étaient tout simplement pas assez avancés.

La science derrière cette percée vient d’une nouvelle façon de cultiver des matériaux, a déclaré la Banque. Au lieu de cultiver des matériaux avec des atomes répartis de manière aléatoire, ils ont créé des alliages stratifiés composés de composés binaires – ceux composés de deux éléments – empilés les uns sur les autres.

« Ce que cela permet, c’est de changer le paysage énergétique de l’électron d’une manière très basic pour créer la construction que Capasso envisageait au début des années 80, mais malheureusement, il n’y avait tout simplement pas la capacité de synthétiser des cristaux qui avaient toutes les propriétés requises », a déclaré Bank..

Un autre élément significant de cet appareil est qu’il peut fonctionner à température ambiante. Aujourd’hui, les détecteurs de lumière les furthermore sensibles doivent être maintenus à des températures de centaines de degrés en dessous de zéro, ce qui les rend trop coûteux et peu pratiques pour des apps telles que le lidar.

La recherche a été financée par le US Army Research Office (ARO) et la Defense Superior Research Initiatives Agency (DARPA). Les chercheurs ont un financement via ARO et DARPA pour continuer à affiner leur processus afin d’ajouter encore moreover d’étapes aux appareils. Et ils travaillent avec une société de semi-conducteurs pour commercialiser la technologie.

ce qui ouvre de nouvelles applications telles que les communications par fibre optique et l’imagerie thermique.

« Cela devrait nous donner le meilleur des deux mondes: une réponse à une moreover significant gamme de couleurs et une in addition grande sensibilité aux signaux faibles en raison de l’amplification additionally faible du bruit qui provient naturellement de l’architecture en escalier », a déclaré Bank.