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

盡管在無(wú)人駕駛汽車(chē)上進(jìn)行了投資和工程設(shè)計(jì)，如今的激光雷達(dá)傳感器仍使用復(fù)雜的機(jī)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(chē)頂部，費(fèi)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(duì)正在努力將車(chē)頂激光雷達(dá)中的機(jī)械和電子組件縮小到單個(gè)硅芯片，她認(rèn)為該芯片可以批量生產(chǎn)，價(jià)格低至數(shù)百美元。

該項(xiàng)目源于Vuckovic實(shí)驗(yàn)室多年的研究，旨在找到一種利用簡(jiǎn)單事實(shí)的實(shí)用方法：就像陽(yáng)光透過(guò)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(xiàng)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(lái)控制，聚焦及利用光子（構(gòu)成光束的古怪粒子）的。

團(tuán)隊(duì)使用了Vuckovic實(shí)驗(yàn)室在過(guò)去十年中率先開(kāi)發(fā)的稱(chēng)為逆向設(shè)計(jì)的過(guò)程。反向設(shè)計(jì)依賴(lài)于強(qiáng)大的算法，為執(zhí)行特定功能的實(shí)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(chē)前方以定位道路上的物體，并將反射的光路由回檢測(cè)器。根據(jù)向前發(fā)射光脈沖與光束反射回檢測(cè)器之間的延遲，激光雷達(dá)測(cè)量汽車(chē)與物體之間的距離。

Vuckovic的團(tuán)隊(duì)花了兩年時(shí)間為他們?cè)谒固垢４髮W(xué)的納米制造工廠(chǎng)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(jiàn)解，使學(xué)生Jinhie Skarda在這一研究過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

在芯片上構(gòu)建這種測(cè)距機(jī)制只是邁向創(chuàng)建廉價(jià)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(gè)里程碑，以確保激光束可以繞一圈掃掠而無(wú)需使用昂貴的機(jī)械零件。瓦科維奇（Vuckovic）估計(jì)，她的實(shí)驗(yàn)室距離建造可用于路試的原型大約還有三年的時(shí)間。

Vuckovic說(shuō)：“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(dòng)駕駛汽車(chē)的大眾市場(chǎng)。”