غزال زیاری: یک شرکت کانادایی، سیستم اینرسی نوری مقرون‌به‌صرفه‌ای را توسعه داده که با میزان دقت سنسورهای ناوبری مورداستفاده در صنعت هوایی برابری می‌کند.
مدارهای توسعه‌یافته توسط شرکت کانادایی OSCP، قادرند حتی بدون دریافت سیگنال GPS، ناوبری بسیار دقیقی را ارائه دهند. ازآنجاکه مدارها کاملاً نوری (فوتونیک) هستند، تا ۱۰ برابر دقیق‌تر از واحدهای اندازه‌گیری اینرسی سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS IMU) عمل می‌کنند که معمولاً در کاربردهای تجاری استفاده می‌شوند.
این شرکت کانادایی مدعی است که فناوری جدیدش، پذیرش انبوه سیستم‌های خودمختار را در برنامه‌هایی مثل وسایل نقلیه خودران و هواپیماهای بدون سرنشین بهبود خواهد بخشید.
فوتونیک و پیشرفت کوچک‌سازی
گرچه این روزها وسایل الکترونیکی کوچک‌تر، سریع‌تر و کارآمدتر شده‌اند؛ اما به دلیل اتلاف گرما در سیم‌کشی مسی وسایل، محدودیت‌هایی درزمینهٔ کوچک‌سازی دیده می‌شود؛ حالا به نظر می‌رسد که جایگزین کردن الکترون‌ها با فوتون‌ها و مس با فیبرهای نوری، این مشکل را برطرف خواهد کرد.
پیش‌ازاین، فناوری فوتونیک به مبدل‌های حجیم و گران‌قیمتی برای جایگزینی سیم‌ها با الیاف نیاز داشت ولی حالا، می‌توان میکروفوتونیک و قطعات الکترونیکی را در سطح تراشه یکپارچه کرد و این امکان، حمل اطلاعات را برای یک فیبر نوری فراهم خواهد کرد.
فناوری نوری MEMS که MOEMS نامیده می‌شود، با حذف محدودیت‌های الکترونیکی، امکان انتقال سریع‌تر داده‌ها و پهنای باند بیشتر را فراهم می‌کند. کمپانی OSCP با استفاده از فوتونیک‌های سیلیکونی، حسگرهای حرکتی با کارایی بالایی را طراحی کرده و می‌سازد. این حسگرها از فناوری مدار مجتمع فوتونیک (PIC) و سیستم میکروالکترومکانیکی (MEMS) برای اندازه‌گیری شتاب و چرخش جسم بهره می‌برند.
هدف این شرکت کانادایی، ادغام کامل اجزای نوری در تراشه PIC، کاهش اندازه، وزن و مصرف انرژی و حذف هزینه‌های مونتاژ است. این یکپارچه‌سازی، اطمینان به سیستم را افزایش داده و باعث کاهش تلفات نوری و افزایش حساسیت دستگاه خواهد شد.
این شرکت کانادایی حالا با شرکت چندملیتی فرانسوی Thales که در زمینه ایجاد سیستم‌های ریلی مستقل فعالیت می‌کند، شروع به همکاری کرده است. این شرکت چندملیتی مدعی است که با استفاده از حسگرهایی مثل حسگر تولیدشده توسط OSCP، می‌توان استقلال وسایل نقلیه را در حمل‌ونقل ریلی افزایش داد. با ترکیب این قابلیت‌ها با سیگنالینگ بلوک متحرک، می‌توان ظرفیت ریل را تا ۵۰ درصد بالا برد و مصرف انرژی را تا ۱۵ درصد کاهش داد.
یکی از کارشناسان دراین‌باره گفته: «راه رسیدن به استقلال کامل، دستیابی به نوآوری اساسی در ناوبری است، نه افزایش حسگرها و راه‌حل‌های بیشتر. OSCP ترکیبی از دقت، قابل‌اعتماد بودن و مقرون‌به‌صرفه بودن را در تراشه فوتونیک یکپارچه ارائه می‌کند. »
سنسورهای نوری برای پهپادها
انتظار می‌رود که ارزش بازار پهپادهای تجاری تا سال ۲۰۳۰ به ۵۷ میلیارد دلار برسد که رقمی به‌مراتب بالاتر از ۱۹٫۹ میلیارد دلاری تخمین زده‌شده در سال ۲۰۲۲ است. طبق پیش‌بینی‌ها، بازار وسایل نقلیه خودران (AVs) نیز تا سال ۲۰۳۰ به بیش از ۱۳هزار میلیارد دلار خواهد رسید. در این میان، یافتن سنسورهای ناوبری مقرون‌به‌صرفه‌تر و دقیق‌تری که برای پشتیبانی از توسعه این وسایل ضروری‌اند، مشکل بزرگ سازندگان پهپاد و وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) به نظر می‌رسند.
این در حالی است که هواپیماهای بدون سرنشین و وسایل نقلیه خودران (AVs) برای ناوبری اتکای شدیدی به فناوری حسگر دارند و تا همین اواخر، فناوری ناوبری AV بر ترکیبی از حسگرها متمرکز بود که هریک، محدودیت‌هایی داشتند. سنسورهای لیدار، دوربین و رادارها، همگی به پیشرفت‌های درک رایانه متکی‌اند و عوامل محیطی مثل مه یا خاک، مانع از عملکرد دقیق‌شان می‌شود و در اینجاست که نیاز به بهبود شرایط بیش‌ازپیش احساس می‌شود.
به گفته مقامات این شرکت کانادایی، یکی دیگر از چالش‌های پیش رو این است که بسیاری از پهپادها و هواپیماهای AV باید در محیط‌های سختی که GPS در دسترس نیست، کار کنند و این دقت فوق‌العاده‌ای را می‌طلبد. در عین حال، این شرکت کانادایی اخیراً با دریافت بودجه، به دنبال گسترش فناوری‌ای است که به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در حمل‌ونقل خودران در مقایسه با فناوری‌های معمولی کمک خواهد کرد.
هری مورگان دراین‌باره گفت: «ما معتقدیم که فناوری ارائه‌شده توسط OSCP در تسهیل و سرعت بخشیدن به تحقق پتانسیل سیستم‌های خودمختار، در حمل‌ونقل و جابجایی کلیدی و سرنوشت‌ساز خواهد بود.» به گفته این شرکت، بدین ترتیب این سیستم به هوشمند سازی پهپادهای dumb با نخستین فناوری ناوبری در جهان کمک خواهد کرد و بدین ترتیب امکان ناوبری بسیار دقیق، حتی در شرایطی که سیگنال‌های GPS در دسترس نیست، امکان‌پذیر خواهد شد.
منبع: interestingengineering
۵۴۳۲۱
