AGV机器人

麻省理工学院的研究人员正在300毫米的晶片上制作激光雷达芯片，成本低至10美元。最重要的是，该设备中的非机械光束转向比目前实施的机械激光雷达系统快1000倍。

三维激光扫描仪利用激光传播速度快、线性好的特点，发射激光并接收返回的信息来描述待测的物理表面形貌。由于被测物体的反射率不同，接收到的返回信息也有强弱之分。所谓三维，不仅仅是利用扫描仪的水平旋转覆盖一整片区域。这个过程和民间的360度全景摄影很像。不同的是，我们得到的“底片”不是图像，而是由成千上万个点组成的表面形态，在测量术语中称为点云。扫描的结果看起来像一张图片，实际上是由无数个激光点组成的。不同的颜色是激光返回不同反射率的表现。　

三维扫描技术广泛应用于机器人技术，甚至GPS地理定位技术。但目前的三维扫描世界即将被颠覆，因为麻省理工学院的研究人员正在300毫米晶圆上制作激光雷达芯片，成本低至10美元。最重要的是，该设备中的非机械光束转向比目前实施的机械激光雷达系统快1000倍。

更轻、更小、更好、更便宜。　

克里斯托弗列夫阐述了这一突破性技术。博士生波尔顿和迈克尔教授。瓦茨，他的导师，在IEEE发布的信息中。迈克尔教授。瓦茨还在DARPA(国防高级研究计划局)的支持下研究光子创新。他们认为，新的激光雷达芯片将颠覆当前的3D扫描市场，其应用范围包括机器人到车辆，再到可穿戴传感器领域。

目前，市场上大多数激光雷达系统(包括安装在自动驾驶汽车上的激光雷达系统)都使用离散的自由空间光学元件，包括激光器、透镜和外部接收器。在这些硬件组合中，激光器在振荡的同时旋转，这限制了它的扫描范围和复杂性。费用从1000到70000美元不等。　

麻省理工学院的激光雷达芯片更小、更轻、更便宜，而且可能更强大，因为芯片中没有移动部件，其速度是当前激光雷达系统的1000倍，因此可以用于跟踪高速移动的车辆。

麻省理工学院激光雷达芯片的工作原理与硅光子技术密切相关。硅波导的波长远小于光纤的波长，这使得非常小的芯片上的光子电路具有类似于光纤的性质。这项技术的商业化成本并不高，可以在大量CMOS晶圆代工厂生产，并解决波导损耗和光隔离等问题。

DARPA(国防高级研究计划局)对麻省理工学院的研究成果很感兴趣。这些激光雷达芯片是硅光子芯片，尺寸为0.5mmx6mm，具有可控的发射和接收矩阵以及锗探测器。虽然激光还没有集成，但已经被证明是可能的。

现在，这种低成本的激光雷达扫描仪可以检测5厘米到2米范围内的物体，3D科学谷明白麻省理工学院的目标是在一年内扩展到10米。研究人员预计有可能达到100米甚至更远。目前唯一的问题是有限的转向范围是51度。克服这种有限的转向范围具有挑战性，但研究人员认为，100度的角度应该是可以实现的，这意味着可以通过多个传感器轻松获得完整的360度图像。

光学显微照片显示了麻省理工学院的固态激光雷达，0.5毫米× 6毫米的硅光子芯片，定向发射和接收相控阵天线以及芯片上的锗探测器。

那么下一步是什么？显然还有很多工作要做，一些材料的创新可以带来更远的探测距离和更高的横向分辨率。研究人员将探索如何均匀精确地控制硅波导，这将随着光敏技术的提高而得到改善。DARPA(国防高级研究计划局)已经开始了一个项目来支持这种硅光子激光雷达。如果成功，这些芯片可以突破目前的自动驾驶汽车和机器人面临的障碍。当然，对于关注3D打印的行业来说，毫无疑问这项技术将改变3D扫描，这只是时间问题。