با این تراشه ارزان، پهپادها را خودران کنید

غزال زیاری: یک شرکت کانادایی، سیستم اینرسی نوری مقرون به صرفه ای را توسعه داده که با میزان دقت سنسورهای ناوبری مورداستفاده در صنعت هوایی برابری می کند.

مدارهای توسعه یافته توسط شرکت کانادایی OSCP، قادرند حتی بدون دریافت سیگنال GPS، ناوبری بسیار دقیقی را ارایه دهند. ازآنجاکه مدارها کاملاً نوری (فوتونیک) هستند، تا 10 برابر دقیق تر از واحدهای اندازه گیری اینرسی سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS IMU) عمل می کنند که معمولاً در کاربردهای تجاری استفاده می شوند.

این شرکت کانادایی مدعی است که فناوری جدیدش، پذیرش انبوه سیستم های خودمختار را در برنامه هایی مثل وسایل نقلیه خودران و هواپیماهای بدون سرنشین بهبود خواهد بخشید.

فوتونیک و پیشرفت کوچک سازی

گرچه این روزها وسایل الکترونیکی کوچک تر، سریع تر و کارآمدتر شده اند؛ اما به دلیل اتلاف گرما در سیم کشی مسی وسایل، محدودیت هایی درزمینهٔ کوچک سازی دیده می شود؛ حالا به نظر می رسد که جایگزین کردن الکترون ها با فوتون ها و مس با فیبرهای نوری، این مشکل را برطرف خواهد کرد.

پیش ازاین، فناوری فوتونیک به مبدل های حجیم و گران قیمتی برای جایگزینی سیم ها با الیاف نیاز داشت ولی حالا، می توان میکروفوتونیک و قطعات الکترونیکی را در سطح تراشه یکپارچه کرد و این امکان، حمل اطلاعات را برای یک فیبر نوری فراهم خواهد کرد.

فناوری نوری MEMS که MOEMS نامیده می شود، با حذف محدودیت های الکترونیکی، امکان انتقال سریع تر داده ها و پهنای باند بیشتر را فراهم می کند. کمپانی OSCP با استفاده از فوتونیک های سیلیکونی، حسگرهای حرکتی با کارایی بالایی را طراحی کرده و می سازد. این حسگرها از فناوری مدار مجتمع فوتونیک (PIC) و سیستم میکروالکترومکانیکی (MEMS) برای اندازه گیری شتاب و چرخش جسم بهره می برند.

هدف این شرکت کانادایی، ادغام کامل اجزای نوری در تراشه PIC، کاهش اندازه، وزن و مصرف انرژی و حذف هزینه های مونتاژ است. این یکپارچه سازی، اطمینان به سیستم را افزایش داده و باعث کاهش تلفات نوری و افزایش حساسیت دستگاه خواهد شد.

این شرکت کانادایی حالا با شرکت چندملیتی فرانسوی Thales که در زمینه ایجاد سیستم های ریلی مستقل فعالیت می کند، شروع به همکاری کرده است. این شرکت چندملیتی مدعی است که با استفاده از حسگرهایی مثل حسگر تولیدشده توسط OSCP، می توان استقلال وسایل نقلیه را در حمل ونقل ریلی افزایش داد. با ترکیب این قابلیت ها با سیگنالینگ بلوک متحرک، می توان ظرفیت ریل را تا 50 درصد بالا برد و مصرف انرژی را تا 15 درصد کاهش داد.

یکی از کارشناسان دراین باره گفته: «راه رسیدن به استقلال کامل، دستیابی به نوآوری اساسی در ناوبری است، نه افزایش حسگرها و راه حل های بیشتر. OSCP ترکیبی از دقت، قابل اعتماد بودن و مقرون به صرفه بودن را در تراشه فوتونیک یکپارچه ارایه می کند. »

سنسورهای نوری برای پهپادها

انتظار می رود که ارزش بازار پهپادهای تجاری تا سال 2030 به 57 میلیارد دلار برسد که رقمی به مراتب بالاتر از 19٫9 میلیارد دلاری تخمین زده شده در سال 2022 است. طبق پیش بینی ها، بازار وسایل نقلیه خودران (AVs) نیز تا سال 2030 به بیش از 13هزار میلیارد دلار خواهد رسید. در این میان، یافتن سنسورهای ناوبری مقرون به صرفه تر و دقیق تری که برای پشتیبانی از توسعه این وسایل ضروری اند، مشکل بزرگ سازندگان پهپاد و وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) به نظر می رسند.

این در حالی است که هواپیماهای بدون سرنشین و وسایل نقلیه خودران (AVs) برای ناوبری اتکای شدیدی به فناوری حسگر دارند و تا همین اواخر، فناوری ناوبری AV بر ترکیبی از حسگرها متمرکز بود که هریک، محدودیت هایی داشتند. سنسورهای لیدار، دوربین و رادارها، همگی به پیشرفت های درک رایانه متکی اند و عوامل محیطی مثل مه یا خاک، مانع از عملکرد دقیق شان می شود و در اینجاست که نیاز به بهبود شرایط بیش ازپیش احساس می شود.

به گفته مقامات این شرکت کانادایی، یکی دیگر از چالش های پیش رو این است که بسیاری از پهپادها و هواپیماهای AV باید در محیط های سختی که GPS در دسترس نیست، کار کنند و این دقت فوق العاده ای را می طلبد. در عین حال، این شرکت کانادایی اخیراً با دریافت بودجه، به دنبال گسترش فناوری ای است که به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در حمل ونقل خودران در مقایسه با فناوری های معمولی کمک خواهد کرد.

هری مورگان دراین باره گفت: «ما معتقدیم که فناوری ارایه شده توسط OSCP در تسهیل و سرعت بخشیدن به تحقق پتانسیل سیستم های خودمختار، در حمل ونقل و جابجایی کلیدی و سرنوشت ساز خواهد بود.» به گفته این شرکت، بدین ترتیب این سیستم به هوشمند سازی پهپادهای dumb با نخستین فناوری ناوبری در جهان کمک خواهد کرد و بدین ترتیب امکان ناوبری بسیار دقیق، حتی در شرایطی که سیگنال های GPS در دسترس نیست، امکان پذیر خواهد شد.

منبع: interestingengineering

54321