激光雷达技术在自动驾驶汽车中的便宜替代品

　　斯坦福大学的电气工程师们一直致力于将车顶激光雷达系统中的机械和电子元件缩小到一块硅芯片。工程师们认为，他们的组件可以以几百美元的价格批量生产，大大降低了激光雷达技术的成本，使自动车辆（AV）行业离能够为消费者带来更实惠的选择更近了一步。

　　事实上，多年来，这一直是该行业面临的一个重大挑战，研究人员一直在寻找方法，以使激光雷达（使机器人导航系统能够发现和避免危险的技术）更便宜。

　　目前的激光雷达系统非常复杂，需要大量的机械零件和红外激光来完成工作。它们也非常昂贵，价格在8000到30000美元之间。然而，由电气工程师Jelena Vuckovic领导的斯坦福大学团队正在致力于将这些元件缩小到单个硅芯片的尺寸，并以很小的成本制造出来。

　　在发表在《自然光子学》杂志上的一项研究中，Vuckovic的团队描述了他们是如何利用硅的红外透明度来控制、聚焦和利用光子的能量来构造硅的。

　　一辆装有激光雷达系统的谷歌自动驾驶汽车。此后，谷歌剥离了Alphabet旗下的自动驾驶汽车业务Waymo。图片由谷歌提供

　　根据这项研究，研究小组使用了一个过程，Vuckovic的实验室在过去的十年左右时间里一直在完善逆向设计，这个过程利用了这样一个事实：硅对激光雷达使用的红外激光是透明的，就像玻璃对阳光是透明的。

　　逆向设计使用了一个强大的算法，为执行特定功能的光子电路绘制蓝图。在激光雷达系统的情况下，在自动车辆前面发射红外光束，以定位道路上的物体和其他危险，并将折射光送回探测器。然后，激光雷达系统能够根据红外光发出和探测器接收到红外光之间的延迟来测量汽车与物体或危险物之间的距离。

　　Vuckovic的团队花了两年的时间，与纽约城市大学的物理学家和研究人员合作，在斯坦福大学的纳米制造设施中完成了激光雷达芯片上原型的电路布局。Vuckovic希望在一块芯片上建立这种测距机制是建立廉价激光雷达系统的第一步，她和她的团队现在正在努力实现他们的下一个里程碑，确保激光束能够在不使用昂贵的机械部件的情况下扫成一个圆圈，而这些部件容易最终失效，Vuckovic估计，这一壮举离路试还有大约三年的时间。

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