انقلاب بزرگ علمی با یک حسگر کوچک: ایجاد توانایی فرابشری دید ۳۶۰ درجه!

سنسوربرای تشخیص شرایط غیرمنتظره در جاده و واکنش مناسب، باید بتواند علاوه بر جلوی ماشین، عقب و اطراف ماشین را نیز ببیند. اگرچه مشاهده وضعیت جلو و عقب ماشین به طور همزمان غیر ممکن بود و دلیل آن هم استفاده از سنسور لیدار چرخشی بود.

برای حل این مسئله، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور Junsuk Rho (از دپارتمان مهندسی مکانیک و دپارتمان مهندسی شیمی) و جیونگتا کیم، یسل کیم و جوینگ یون از دپارتمان مهندسی مکانیک از POSTECH )دانشگاه علوم و صنعت در کره جنوبی)، با همراهی پروفسور اینکی کیم از دپارتمان بیوفیزیک دانشگاه سانگ کیون کوآن، سنسور لیدار ثابتی را ایجاد طراحی کرده‌اند که قابلیت دید ۳۶۰ درجه را دارد.

از آنجایی که این حسگر جدید از متا سرفیس‌ ساخته شده و می‌تواند یک سنسور لیدار فوق‌العاده کوچک را فعال کند، به عنوان یک فناوری جدید و مهم توجه همه را به خود جلب کرده است. این حسگر یک صفحه نوری فوق‌العاده نازک است و ضخامت آن تنها به اندازه یک هزارم ضخامت تار موی انسان است.

استفاده از متا سرفیس، زاویه دید لیدار را برای تشخیض اشیای سه بعدی، به شکل قابل ملاحظه‌ای گسترش می‌دهد. این تیم تحقیقاتی موفق شدند با اصلاح طراحی و تغییر و تنظیم دوره‌ای ساختارهای نانو که باعث بهبود عملکرد متا سرفیس می‌شود، زاویه دید سنسور لیدار را تا ۳۶۰ درجه افزایش دهند.

این امکان وجود دارد که با تاباندن ۱۰ هزار نقطه نورانی که از متا سرفیس به سطح یک جسم می‌رسد، اطلاعات سه بعدی اشیا را با در نظر گرفتن ابعاد ۳۶۰ درجه آن به‌دست آورد و از الگوی نقاط تحت تابش قرار گرفته، به‌وسیله یک دوربین، عکاسی کرد.

این نوع سنسور لیدار در عملکرد تشخیص چهره در گوشی‌های آیفون (Face ID) استفاده می‌شود. گوشی‌های موبایل آیفون از یک قطعه پروژکتور نقطه‌ای برای ایجاد مجموعه‌ای از نقاط استفاده می‌کند، اما این کار محدودیت‌های متعددی نیز دارد؛ اندازه دستگاه بزرگ است و یکنواختی و زاویه دید الگوی نقطه‌ای محدود است.

این مطالعه از این جهت حائز اهمیت است که این تکنولوژی با به‌کارگیری عناصر نانو نوری به تلفن‌های همراه، عینک‌های واقعیت افزوده(AR)، عینک‌های واقعیت مجازی(VR) و ربات‌های بدون سرنشین اجازه می‌دهد تا اطلاعات سه بعدی محیط اطراف را شناسایی کنند. با استفاده از فناوری Nanoimprint (شاخه‌ای از لیتوگرافی پیشرفته) می‌توان اطلاعات این دستگاه جدید را بر روی سطوح مختلف منحنی مانند عینک‌ها و همچنین عینک‌های AR که به‌عنوان هسته فن‌آوری نمایشگرهای آینده شناخته می‌شوند و یا سطوح منعطف چاپ کرد.

پروفسور جانسوک رو می‌گوید:« ما ثابت کرده‌ایم که می‌توانیم انتشار نور در همه جهات را با گسترش یک تکنولوژی پیشرفته‌تر از دستگاه‌های متا سرفیس معمولی کنترل کنیم.» او ادامه داد: «این کار یک فناوری خلاقانه و جدید است که پلتفرم سنسور تصویرگری سه بعدی کامل و بسیار کوچک را فعال می‌کند.»