科技日報記者 劉霞
據最新一期《自然》雜志報道，瑞士科學家在單塊芯片上研發出一種4D成像傳感器。它不僅能繪制出環境的3D立體地圖，測算目標距離，更能實時追蹤物體的運動速度，為機器感知世界增添了全新的“時間”維度。
目前，機器人和無人機的“眼睛”普遍依賴3D傳感器。這些傳感器雖功能強大，但在捕捉瞬息萬變的現實世界時，常因無法即時測速而顯得“力不從心”。而且，這些設備往往笨重昂貴，難以普及。
新4D成像傳感器是蝕刻在一塊芯片上的焦平面陣列，這是一個囊括了61952個固定像素的物理網格。每個網格都是一款身兼二職的微型傳感器：既能發射激光探測場景，又能接收反射回來的信號，實現了收發一體，使得整個系統結構空前緊湊。
該傳感器摒棄了傳統傳感器使用的短脈沖光，轉而采用連續激光束。這使其能敏銳捕捉到光波頻率的細微變化，從而像計算尺一樣，瞬間同時測算出目標物體的距離與速度。測試結果顯示，傳感器不僅能精細還原6米至65米內、從室內房間到戶外建筑的3D細節，甚至能立即測出旋轉圓盤的速率，精準捕捉動態瞬間。
團隊表示，這是首個將所有關鍵電子元件集成于單芯片的大規模相干焦平面陣列，為未來低成本、大規模的應用鋪平了道路。盡管分辨率和探測范圍仍有提升空間，但這項技術的潛力遠不止于賦能機器人與無人機。未來，它或許也能革新手機和數碼相機的成像能力。
