Šiais metaisdvi kompanijos-Santa Clara, Kalifornijoje įsikūrusi „Anello“ fotonika ir Monrealyje įsikūręs Viena silicio lusto fotonika (OSCP)—Ar pristatė naują giroskopąon-a-lustas Navigacijos sistemos, leidžiama Tikslus antraštės ir atstumo stebėjimas be palydovinių signalų.
Tokia inercinė navigacija šiandien tampa vis svarbesnė, nes GPS yra jautrūs užstrigimas ir klastojimaskuris gali sutrikdyti naršymą arba pateikti klaidinančius vietos duomenis. Šios problemos buvo gerai dokumentuotos konfliktų zonose, įskaitant Ukraina ir Viduriniai Rytaikur karinės operacijos susidūrė su reikšmingais GPS kišimosi. Dronamskuris remiasi GPS padėties nustatymui, signalo praradimas gali būti katastrofiškas, todėl jie negali naršyti ir kartais sukelti avarijas.
Optiniai giroskopai jau seniai laikomi alternatyvi navigacijos technologija į palydovų pagrindu sukurtas pasaulines navigacijos sistemas. Didesnio dydžio vienetai, tokie kaip žiedinių lazerių giroskopai, veikė nuo 1970 m. Tačiau susitraukti šiuos prietaisus iki lusto dydžio buvo daug lengviau pasakyti nei padaryti.
Optiniai giroskopai, pagaminti nuo 1970-ųjų viduryje, turėjo sunkumų išlaikyti būtiną optinio signalo stiprumą tiksliam sukimosi jutikliui. Susitraukus juos, signalo ir triukšmo santykis tik blogėjo. Taigi, kadangi dauguma mikroelektroninių prietaisų ėjo miniatiūrizacijos keliu, aprašytu Moore’o įstatymu, šviesos gyroskopai išliko dideli, nepatogūs ir alkani.
Jei nuvažiuosite 100 kilometrų, sistemos atstumo matavimas bus tikslus iki 100 metrų, arba 0,1 procento nuvažiuoto atstumo. “ –Mario Paniccia, Anello fotonika
Tai buvo dalykų būklė iki CaltechElektros inžinerijos ir medicinos inžinerijos profesorius Ali Hajimiri Ir jo komanda padarė proveržį, kuris įveikė ankstesnio dydžio ir tikslumo apribojimus. A 2018 m. Straipsnisjie aprašė, kaip jie sukūrė pakankamai mažą kietojo kūno giroskopą, kad tilptų ant ryžių grūdų. Kaip ir optiniai giroskopai, kurie pasirodė prieš jį, šis giroskopas pasinaudojo Sagnac efektasprincipas pirmą kartą parodė 1913 m. Prancūzų fizikas Georges Sagnac.
Sagnac efektas atsiranda tada, kai šviesos pluoštas padalijamas į dvi dalis ir siunčiamas priešingomis kryptimis apskritimo keliu. Jei prietaisas sukasi, vienas pluoštas pasiekia detektorių prieš kitą, leisdamas tiksliai išmatuoti sukimosi kampą. Kadangi šis metodas nėra priklausomas nuo išorinių signalų, jis yra apsaugotas nuo elektromagnetinių trukdžių, vibracijos ir kibernetinių išpuolių per atvirą ryšio kanalą – tai yra idealus sprendimas pritaikymui, kai GPS yra nepatikimas ar visiškai paneigtas.
Pristatydami triukšmo pašalinimo techniką, Hajimiri ir jo kolegos sugebėjo sukurti optinį giroskopą, kuris buvo vienerių-šimtmečių komerciškai prieinamų pluošto optinių giroskopų dydžio ir palyginamas jautrumo atžvilgiu.
Šis kišenės dydžio, lustų pagrindu sukurtas optinis giroskopas iš „Anello Photonics“ yra toks pat tikslus kaip ir birios versijos.„Anello“ fotonika
Anello ir OSCP patenka į rinką
Praėjus mažiau nei dešimtmečiui po Hajimiri proveržio, „Anello Photonics“ ir OSCP dabar nori pertvarkyti navigacijos rinką savo giroskopo pagrindu sukurtomis sistemomis. Jie įvedė papildomus patobulinimus, kurie leidžia daugiau miniatiūrizacijos, nesumažinant giroskopų veiksmingumo. „Anello“ mažų nuostolių silicio nitrido bangolaidžiai leidžia šviesai ilgiau cirkuliuoti giroskope, pagerindamas signalo stiprumą ir sumažinant klaidų kaupimąsi. „Anello“ metodai dar labiau slopina kitus triukšmo šaltinius, todėl mažesnis bangolaidis, turintis mažiau šviesos, ir todėl silpnesnio signalo, vis dar pakanka tiksliam sukimosi rodmenims.
Rezultatas, sako „Mario Paniccia“, „Anello“ generalinis direktorius, buvo parodytas CES 2024 m. Ir šių metų pradžioje. „Paniccia“ paaiškina, kad jo įmonės inerciniai matavimo vienetai (IMU), kuriuos sudaro trys lustų gyroskopai ir papildomi komponentai, tilpti į žmogaus delną. Jie teikia aukštą tikslumą kelioms programoms, įskaitant žemės ūkį, kai autonominiai traktoriai turi išlaikyti visiškai tiesius vagas iki 800 metrų. Jis sako, kad ilgesni atstumai taip pat nėra navigacijos sistemos problemų. „Jei nuvažiuosite 100 kilometrų, – sako„ Paniccia “,„ Sistemos atstumo matavimas bus tikslus iki 100 metrų, arba 0,1 procento nuvažiuoto atstumo “.
OSCP taip pat žengia žingsnius į miniatiūrinę navigacijos technologiją. „CES 2025“ „OSCP“ įkūrėjas ir generalinis direktorius Kazemas Zandi pristatė patobulintą daugialypį gyroskopą IMU, kuris yra perpus mažesnis už jo pirmtaką. „Tai ne tik mažesnė, bet ir efektyvesnė energijai ir pigiau“, – sakė Las Vegase įsikūrusios „Tech Expo“ Zandi. „Šie giroskopai gali suteikti negyvą skaičiavimą vietos tikslumu iki centimetrų“.
„Anello“ ir „OCSP“ „IMUS“ yra skirti veikti kartu su GPS, nuolat stebėdami vietos įvestis. Jei aptinkami GPS trukdžiai, dirbtinis intelektas (AI) bet kurios įmonės sistemoje automatiškai perkelia navigacijos valdymą į giroskopus. „Jei, pavyzdžiui, jūs esate Niujorke, – aiškina„ Paniccia “, – ir giroskopai rodo, kad jūs keliavote 100 metrų į priekį, tačiau GPS sako, kad dabar esate Teksase, algoritmai žino, kad uosto valdymas kontroliuojami į valdymą. (giroskopas) “.
Anot „Paniccia“, naujausia „Anello“ sistema buvo sukurta specialiai nepilotuojamoms povandeninėms ir paviršinėms transporto priemonėms, veikiančioms atvirame vandenyne, kur nėra orientyrų, kad padėtų navigacijai. „Vandene viskas atrodo taip pat“, – sako jis. Jūrų erdvėje, kurioje srovės daro navigaciją sudėtingesnę nei sekimo vieta sausumoje ar ore, „Paniccia“ sako, kad „Anello“ įrenginio vietos klaida yra labiau panaši į 3 ar 4 procentus nuvažiuoto atstumo.
„Paniccia“ sako, kad jis įsivaizduoja ateitį, kai miniatiūrinius giroskopus gali būti įterpti į nešiojamus įtaisus ugniagesiams gelbėtojams, leidžiant jiems naršyti po dūmų užpildytus pastatus, kuriuose nebematomi laiptai ir išėjimai. „Tai iš esmės bus elektroninis kompasas“, – sako jis.
Iš jūsų svetainės straipsnių
Susiję straipsniai visame internete