Investigadores de Southampton y San Francisco han desarrollado el primer sistema compacto de imágenes LiDAR en 3D que puede igualar y superar el rendimiento y la precisión de los sistemas mecánicos más avanzados utilizados actualmente.

El LiDAR 3D puede proporcionar imágenes y mapas precisos para muchas aplicaciones; son los "ojos" de los coches autónomos y se utilizan en el software de reconocimiento facial y por robots y drones autónomos. La obtención de imágenes precisas es esencial para que las máquinas puedan cartografiar el mundo físico e interactuar con él, pero el tamaño y los costes de la tecnología necesaria en la actualidad han limitado el uso del LIDAR en aplicaciones comerciales.

Ahora, un equipo de investigadores de Pointcloud Inc. de San Francisco y del Centro de Investigación Optoelectrónica (ORC) de la Universidad de Southampton ha desarrollado un nuevo sistema integrado que utiliza componentes fotónicos de silicio y circuitos electrónicos CMOS en el mismo microchip. El prototipo que han desarrollado sería una solución de bajo coste y podría allanar el camino hacia la producción en gran volumen de cámaras de imagen 3D de bajo coste, compactas y de alto rendimiento para su uso en robótica, sistemas de navegación autónoma, cartografía de obras para aumentar la seguridad y en la sanidad.

Graham Reed, catedrático de Fotónica del Silicio en el ORC, declaró: "El LIDAR ha prometido mucho, pero no siempre ha aprovechado su potencial en los últimos años porque, aunque los expertos han reconocido que las versiones integradas pueden abaratar los costes, no se ha conseguido el rendimiento necesario. Hasta ahora.

"El sistema fotónico de silicio que hemos desarrollado proporciona una precisión mucho mayor en la distancia en comparación con otros sistemas LIDAR basados en chips hasta la fecha, y con la mayoría de las versiones mecánicas, lo que demuestra que el tan ansiado sistema integrado para LIDAR es viable".

Remus Nicolaescu, director general de Pointcloud Inc, añadió: "La combinación de alto rendimiento y bajo coste de fabricación, acelerará las aplicaciones existentes en autonomía y realidad aumentada, así como abrirá nuevas direcciones, como las aplicaciones de gemelos digitales industriales y de consumo que requieren una gran precisión de profundidad, o la atención sanitaria preventiva a través de la monitorización remota del comportamiento y las constantes vitales que requieren una gran precisión de velocidad.

"La colaboración con el equipo de clase mundial del ORC ha sido fundamental y ha acelerado enormemente el desarrollo de la tecnología".

Las últimas pruebas del prototipo, publicadas en la revista Nature, muestran que tiene una precisión de 3,1 milímetros a una distancia de 75 metros.

Entre los problemas a los que se han enfrentado los sistemas integrados anteriores se encuentran las dificultades para proporcionar un conjunto denso de píxeles que pueda abordarse fácilmente; esto los ha limitado a menos de 20 píxeles, mientras que este nuevo sistema es el primer conjunto de detectores coherentes 2D a gran escala que consta de 512 píxeles. Los equipos de investigación trabajan ahora para ampliar las matrices de píxeles y la tecnología de dirección del haz para que el sistema se adapte aún mejor a las aplicaciones del mundo real y mejore aún más su rendimiento.



Baloncesto de Pointcloud Inc 17m

CRÉDITO: Pointcloud Inc. Baloncesto y pantalla a 17 m - imagen tomada con un sensor de 32x16 píxeles (tamaño de sensor de 2mmx2,5mm)

Pointcloud Inc Pelota de ejercicio 40m

Pelota de ejercicio y pantalla a 40 m - imagen tomada con un sensor de 32x16 píxeles (tamaño de sensor de 2mmx2,5mm)