看似不起眼的小芯片将会成为“机器人之眼”

对于要在物质世界“生存”的机器人来说，它们需要一双像样的眼睛。一般情况下，这个是藉助 LIDAR （激光探测与测量）来实现。LIDAR 是一项技术，原理是光经过附近物体表面反射，在机器人周围形成一个 3D 效果的地图。LIDAR 就像是基础力学中的无线电探测器，但因为它用的是光而不是无线电波，因此形成的地图会更精确，精确到当它被应用到飞机上时，可以辨识树上的不同树叶；当它被安装到自动驾驶汽车上时，可追踪骑士和行人的运动轨迹。

然而，LIDAR 系统既贵又笨重。高端机型差不多要数万美元，即使最小的新型系统也像冰球那么大。 LIDAR 感应器通常被安装在 Google 的自动驾驶汽车车顶上。

这个感应器之所以比较笨重的原因在于它是机械的，拥有活动零件。陀螺仪的一部分不停地转动，因此激光可以 360 度扫射，但这也限制了 LIDAR 影像的更新。为什么这么说呢？因为只有当光反射到传感器上的时候，感应器才能感知到哪里有物体存在，即使传感器能根据物体之前的位置、运动方向以及速度推断出该物体的位置，它仍然有各种各样的盲点。

来自 MIT 和 DARPA 的研究人员或许找到了一个解决办法，他们发明了一个新式 LIDAR，可以把光线反射设备缩小成比一粒米还小的一个芯片那样。研究人员 Chirstopher Poulton 和 Michael Watts 在 IEEE Spectrum 上发布了一篇文章，上面写道，他们设计的传感器比现在市面上的 LIDAR 系统更小巧轻便、而且更便宜。它将会是机器人未来的眼睛。

“更小巧、更轻便、更便宜”

这项新技术的关键是一门被称为矽光子学的学科，在矽光子学中，工程师发明了可以用显微镜观察到的导光和控光的小型电路。Poulton 和 Watts 把这个小型电路比做是微芯片，它能把用铜线和组件构成的电子系统压缩，用更小的晶体管构成。

结果是，藉助一个 6 mm 的芯片，LIDAR 感应器器只有 0.5 mm，只要 10 美元就可以大规模地制造。这些芯片有一些缺点：能看到的视野比较狭窄，距离也比较短（目前，它们只能“看见”两公尺内的物体），但是参与研究的人员称这些性能很快就可以得到改善。Poulton 和 Watts 写道：“我们预计在一年以内使视野范围扩大到 10 公尺，我们相信过不了几年，‘芯片上的 LIDAR’就可以成为可达成商业解决方案。”

最终的结果可能是便宜的感应器代替了机器视觉，而移动处理器代替了机器计算。即使机械化的 LIDAR 系统保留了其应用在远距离感应上的有效性，电晶体 LIDAR 芯片可以对一系列产品深度感应。 Poulton 和 Watts 建议将他们的芯片安装到机器人的手指上，这样一来，机器人就能感知它所抓到的东西。这项技术可能也会运用到人工智能玩具、3D 智能手机和无人机的二代产品研发中。

• This tiny chip could be the future of robot vision

（本文由 36Kr 授权转载）

如需获取更多资讯，请关注微信公众账号：半导体行业观察