Balesetek megelőzése a rovaroktól való tanulással

Annak ellenére, hogy az autós utazásoknak csak körülbelül 25%-a történik sötétedés után, a halálos kimenetelű balesetek csaknem fele éjszaka következik be. Ahogy járműveink egyre fejlettebbek, sőt autonómabbakká válnak, az ütközések észlelésének és elkerülésének módjainak is fejlődniük kell. A jelenlegi rendszerek gyakran bonyolultak, erőforrás-igényesek vagy rosszul működnek sötétben. Most azonban az ACS Nano kutatói egy egyszerű, energiatakarékos ütközésérzékelőt terveztek, amelyet az ihletett, ahogy a rovarok elkerülik az egymásba ütközést.

Számos ütközést elkerülő rendszer (CAS) található már a járművekben, amelyek képesek automatikusan fékezni, ha egy tárgy túl közel kerül. Egyesek az autó körüli tér képének elemzésével működnek, de heves esőzés vagy gyenge fényviszonyok között a kép nem olyan tiszta. Ennek pótlására bonyolult jelfeldolgozókat használnak, hogy megértsék a még látható dolgokat. Egy másik módszer a radar vagy a LiDAR (fényérzékelő és távolságmérő) érzékelők beépítése, de ezeket nehéz kicsinyíteni, és sok energiát igényelnek. Végül ezek a műszerek szükségtelen súlyt, energiaigényt és extra bonyodalmakat jelenthetnek, annak ellenére, hogy biztonságosabbá teszik a járművet.

De a rovarok, köztük a sáskák és a legyek, még éjszaka is könnyedén elkerülhetik az egymással való ütközést anélkül, hogy a divatos szoftverre vagy a LiDAR-ra támaszkodnának. Ehelyett bizonyos akadálykerülő neurális áramköröket kapcsolnak be, amelyek rendkívül hatékonyak, és inspirálhatnak egy következő generációs CAS-t. Ezért a Saptarshi Das és munkatársai olyan rovarok által ihletett ütközésérzékelőt akartak létrehozni, amely a járművek érzékelésére lett adaptálva, amely hatékony, biztonságos és kevesebb energiát fogyaszt, mint elődei.

Először a csapat egy algoritmust dolgozott ki a rovarok által az akadályok elkerülésére használt idegi áramkörök alapján. A teljes kép feldolgozása helyett csak egy változót dolgoztak fel: az autó fényszóróinak intenzitását. Anélkül, hogy fedélzeti kamerára vagy képérzékelőre lett volna szükség, az érzékelő és a feldolgozó egységeket kombinálták, így a teljes detektor kisebb és energiahatékonyabb lett.

Az érzékelő nyolc fényérzékeny „memtranzisztorból” állt, amelyek molibdén-diszulfid (MoS2) rétegből épültek fel, egy áramkörbe rendezve. Mindössze 40 µm2-t foglalt el, és csak néhány száz picojoule energiát használt fel – ez több tízezerszer kevesebb, mint a meglévő rendszerek. Végül, a valós, éjszakai forgatókönyvekben az érzékelő két-három másodperccel azelőtt érzékelhette a lehetséges kétautós balesetet, hogy az megtörtént volna, így a vezetőnek elegendő ideje marad a kritikus korrekciós intézkedések megtételére. A kutatók szerint ez az új detektor segíthet a meglévő CAS-ok jobbá és biztonságosabbá tételében.

Felmerülhet bennünk a kérdés, hogy mi történik kirívó esetekben (éjszaka lekapcsolt fényszóróval közlekedő jármű), ám mivel ez egy alrendszer, önmagában természetesen nem nyújt tökéletes védelmet az ütközések elkerülése kapcsán.