自動駕駛汽車商業(yè)化的最大障礙之一是傳感器的成本。自動駕駛汽車需要多個攝像頭和激光雷達(dá)傳感器才能導(dǎo)航并避開包括行人在內(nèi)的障礙物。廉價的激光雷達(dá)技術(shù)可以幫助使自動駕駛汽車更加普及，因此，開發(fā)人員花了多年時間研發(fā)廉價的激光雷達(dá)系統(tǒng)。

　　盡管在無人駕駛汽車上進(jìn)行了投資和工程設(shè)計，如今的激光雷達(dá)傳感器仍使用復(fù)雜的機械部件將手電筒大小的紅外激光像老式照明燈一樣旋轉(zhuǎn)到警車頂部，費用為8,000至30,000美元。

　　但是現(xiàn)在，由電氣工程師Jelena Vuckovic領(lǐng)導(dǎo)的斯坦福大學(xué)團(tuán)隊正在努力將車頂激光雷達(dá)中的機械和電子組件縮小到單個硅芯片，她認(rèn)為該芯片可以批量生產(chǎn)，價格低至數(shù)百美元。

　　該項目源于Vuckovic實驗室多年的研究，旨在找到一種利用簡單事實的實用方法：就像陽光透過玻璃一樣，激光雷達(dá)使用的是紅外激光透明的硅。

　　在《自然光子學(xué)》（Nature Photonics）上發(fā)表的一項研究中，斯坦福研究人員描述了他們是如何利用硅的紅外透明性來控制，聚焦及利用光子（構(gòu)成光束的古怪粒子）的。

　　團(tuán)隊使用了Vuckovic實驗室在過去十年中率先開發(fā)的稱為逆向設(shè)計的過程。反向設(shè)計依賴于強大的算法，為執(zhí)行特定功能的實際光子電路起草藍(lán)圖——在這種情況下，將激光束發(fā)射到汽車前方以定位道路上的物體，并將反射的光路由回檢測器。根據(jù)向前發(fā)射光脈沖與光束反射回檢測器之間的延遲，激光雷達(dá)測量汽車與物體之間的距離。

　　Vuckovic的團(tuán)隊花了兩年時間為他們在斯坦福大學(xué)的納米制造工廠建造的激光雷達(dá)芯片原型創(chuàng)建電路布局。博士后學(xué)者楊基友博士，紐約大學(xué)城市物理學(xué)家安德里亞·阿魯（AndreaAlù）和紐約市立大學(xué)的博士后學(xué)者米歇爾·科特魯佛（Michele Cotrufo）的相關(guān)重要理論見解，使學(xué)生Jinhie Skarda在這一研究過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

　　在芯片上構(gòu)建這種測距機制只是邁向創(chuàng)建廉價激光雷達(dá)傳感器的第一步（盡管必不可少）。研究人員正在研究下一個里程碑，以確保激光束可以繞一圈掃掠而無需使用昂貴的機械零件。瓦科維奇（Vuckovic）估計，她的實驗室距離建造可用于路試的原型大約還有三年的時間。

　　Vuckovic說：“我們正朝著建立低成本的芯片上激光雷達(dá)的方向發(fā)展，以幫助建立自動駕駛汽車的大眾市場。”

　　作者：湯姆·阿貝特（Tom Abate）