新型紧凑型成像传感器为机器人提供 4D 视觉效果

目前用于机器人和无人机的三维视觉系统往往体积庞大、价格昂贵，而且难以处理现实世界中快节奏、不可预测的运动。为了解决这个问题，研究人员开发出了一种高度先进的四维成像传感器，并将其整合到单个硅芯片上。自然》（Nature）杂志详细介绍了这一紧凑型技术，它能绘制出周围环境的高精度数字地图，同时还能准确跟踪移动物体的速度。

传统的传感器依赖于快速脉冲光，需要单独的组件来发送和接收信号，与之不同的是，新设计的芯片使用的是连续的激光束。激光穿过由近 62,000 个微观静止像素组成的物理网格。该阵列中的每个像素既是发射器，又是接收器，从而使整个设备异常紧凑。通过分析返回光波频率的微小变化，系统可以立即计算出物体的距离和移动速度。

研究团队成功地在各种场景下对传感器进行了测试，包括绘制室内房间地图和即时测量旋转磁盘的速度。在远距离室外测试中，芯片成功捕捉到了精确的细节，如 65 米外一栋大楼的窗户和阳台。

由于该设计将所有必要的电子和光学元件直接集成到一个芯片上，因此它结构紧凑，可扩展性强。尽管在分辨率和范围方面仍需改进，但这项 4D 技术有朝一日可能会提高自动机器、无人机以及日常数码相机和智能手机的视觉能力。