اپل روز سهشنبه آیفون ۱۲ رونمایی کرد و از زمان معرفی این محصول، مطالب مختلفی درباره قابلیتهای آن در فضای مجازی منتشر شد. علاوهبر اینترنت 5G که یکی از بحثبرانگیزترین قابلیتهای خانواده جدید اپل است، حسگر لایدار - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - (Lidar Sensor) نیز توانسته توجه افراد زیادی را جلب کند. این شرکت توضیحات زیادی درباره - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - تواناییهای قابلیت - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - جدید دوربین خود ارائه کرده است. اپل میگوید لایدار میتواند با افزایش سرعت فوکوس، خصوصا در نور کم، - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - عملکرد دوربین را بهبود بخشد و با ایجاد - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - جهشی در فناوری دوربین، باعث توسعه اپلیکیشنهای پیچیدهی مرتبط با واقعیت افزوده شود.
در - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - مراسم معرفی خانواده آیفون ۱۲، توضیحاتی نیز درباره نحوه عملکرد این حسگر در گوشیهای هوشمند این شرکت ارائه شد؛ البته این اولین دستگاه شرکت مذکور نیست که از لایدار استفاده میکند. اپل اولینبار در ماه مارس این فناوری را در نسخهی بازتولیدشده (Refreshed) آیپد قرار داده بود. ازآنجاکه هنوز کسی قطعات آیفون ۱۲ را از هم - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - جدا نکرده، میتوانیم - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - اطلاعات زیادی از آیپد بهدست آوریم.
لایدار با ارسال نور لیزر و محاسبه زمان برگشت آن کار میکند. ازآنجاکه نور با سرعت ثابت حرکت میکند، میتوان از محاسبه - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - زمان رفتوبرگشت آن برای - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - تشخیص فاصله دقیق استفاده کرد. - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - انجام این فرایند ازطریق شبکهای دوبعدی و تکرار آن باعث تولید شبکهاب - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - سهبعدی میشود که محل اشیای اطراف اتاق یا خیابان یا مکانهای دیگر را نشان میدهد.
ماه جون، تجزیهوتحلیلی System Plus Consulting انجام داد که نحوه کار حسگر لایدار موجود در آیپد را نشان میداد. براساس دادههای شرکت مذکور، آیپد اپل با استفاده از لیزرهای عمودی VCSELs ساخت لومنتوم - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - نور ساطع میکند. سپس، با استفاده از حسگرهایی که دیود تک فوتونی SPADs نام دارند، بازگشت نور محسابه میشود. حسگرهای - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - یادشده را شرکت سونی تأمین - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - میکند.
بهتازگی شرکتهای مختلف در بازار خودرو از ترکیب لیزرهای VCSEL و ردیابهای SPAD برای ساختن حسگر لایدار بسیار قدرتمندتر استفاده میکنند. یکی از نکات مهم فروش VCSEL و SPAD این است که میتوان آنها را با استفاده از تکنیکهای معمولی ساخت نیمههادیها تولید کرد؛ درنتیجه، تولید حسگرهای لایدار در مقایس عظیم کاملا توجیه اقتصادی دارد و میتواند به پیشرفت شرکتهای در این زمینه مختلف کمک کند. مطمئنا با بیشترشدن حسگرهای مبتنیبر VCSEL، قیمت آنها نیز ارزانتر خواهد شد.
شرکتهای Ouster و Ibeo در بازار ساخت حسگرهای لایدار بیشتر از دیگران مدنظر قرار گرفتهاند. اکنون که اپل - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - تصمیم گرفته از این فناوری در محصولاتش استفاده کند، این امر میتواند برای دو شرکت مذکور موقعیت بسیار خوبی ایجاد کند؛ - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - زیرا - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - احتمالا شرکتهای دیگر نیز از غول فناوری آمریکایی تبعیت خواهند کرد.
اولین حسگر سهبعدی لایدار را Velodyne بیش از یک دهه پیش معرفی کرد. این حسگر حدود ۷۵ هزار دلار قیمت داشت و بهطرز درخورتوجهی از گوشیهای هوشمند بزرگتر بود؛ اما برای استفاده از چنین حسگری در آیفونهای اپل، باید تغییرات متعددی روی آنها اعمال میشد. این تغییرات برای کمشدن اندازه و ارزانترشدن فرایند ساخت آن - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - مهم بودند؛ بههمیندلیل، فناوری VCSEL به کمک این شرکت آمد.
VCSEL چیست؟ اگر با استفاده از تکنیکهای معمولی ساخت نیمههادیها لیزر تولید میکنید، دو گزینه اساسی پیش رو - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - دارید: در حالت اول، میتوانید لیزری بسازید که از کنار دستگاه ساطع شود؛ در حالت دوم، میتوانید سراغ فناوری دیگری بروید که لیزر با آن از بالای دستگاه منتشر میشود. این مدل را VCSEL نامیدهاند.
پیشتر، لیزرهای مدل اول از قدرت بیشتری برخوردار بودند. در همین حال، برای چند دهه از VCSEL در وسایل زیادی از ماوسهای نوری گرفته تا تجهیزات - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - شبکه استفاده میشد. در گذشته، این فناوری برای دستگاههایی استفاده میشد که به نور زیادب احتیاج داشتند؛ زیرا قدرت لازم را نداشت. بااینحال با گذشت زمان و پیشرفت فناوری، VCSEL به بلوغ رسید و از قدرت بیشتری - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - بهرهمند شد.
فرایند - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - ساخت لیزری که از کنار دستگاه ساطع میشود، به دلایل مختلف قیمت گرانی دارد. این امر به هزینه و پیچیدگی فرایند تولید میافزاید؛ ازاینرو تعداد لیزرهای ساختهشده محدود خواهد شد. درمقابل، VCSELها بهصورت عمودی ساطع میشوند؛ درنتیجه نیازمند برش خاصی نیستند که هزینه زیادی داشته باشند. این بدانمعنا است که هر تراشه سیلیکونی میتواند دهها یا صدها یا - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - حتی هزاران VCSEL - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - را در خود - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - جای دهد. در اصل، هر تراشه با هزاران VCSEL درصورت تولید در مقیاس بزرگ، نباید هزینهای بیشتر از چند دلار داشته باشد.
داستان این لیزر با - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - دیودهای تک فوتونی که پیشتر به آنها اشاره کردیم، مشابه است. همانطورکه از نام آن پیدا است، دیودها بهاندازهای حساس هستند که حتی یک فوتون را نیز تشخیص میدهند. بنابراین، استفاده از آنها برای حسگری مانند لایدار به پردازش پیچیدهای نیاز دارد؛ اما مزیت اصلی SPAD این - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - است که میتوان آنها را مانند VCSEL با استفاده از تکنیکهای نیمههادی مرسوم ساخت و هزاران قطعه را در یک تراشه قرار داد.
با استفاده از ترکیب VCSEL و SPAD، میتوان به طراحی بسیار مناسبی برای حسگرهای لایدار دست پیدا کرد. لایدار اصلی سهبعدی Velodyne 64 - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - از ۶۴ پکیج - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - جداگانه روی یک ستون برخوردار بود و هرکدام از لیزرها ردیاب اختصاصی - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - داشت. پیچیدگی طراحی این حسگر و وجود ردیابهای اختصاصی برای هر لیزر، از دلایل گرانبودن فرایند تولید لایدارهای Velodyne بودند.
اخیرا بعضی از شرکتها از طراحی جدیدی برای - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - ساخت این حسگر استفاده کردهاند. آنها برای هدایت پرتوهای لیزر از آینه و - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - بهجای ۶۴، تنها - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - از یک لیزر - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - استفاده میکردند؛ اما هنوز حداقل یک قسمت متحرک در آن وجود دارد که ممکن است بعدها فرایند عملکرد حسگر را با مشکل روبهرو کند.
درمقابل، سه شرکت اپل - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - و Ouster و Ibeo در حال ساخت حسگرهای لایداری هستند که هیچ قسمت متحرکی ندارد. لایدارهایی که بر فناوری VCSEL مبتنی هستند، با داشتن صدها یا هزاران لیزر روی یک تراشه، میتوانند هر نقطه روی - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - میدان دید حسگر را تشخیص دهند. درضمن ازآنجاکه تمام این لیزرها از قبل روی تراشه قرار گرفته است، مونتاژ آنها بسیار سادهتر از طراحی کلاسیک چرخشی Velodyne خواهد بود.
گوشیهای هوشمند اخیر اپل از حسگر سهبعدی دیگر نیز بهنام TrueDepth استفاده میکنند که عملکرد قالبیت FaceID - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - به آن وابسته است. گفته میشود این حسگر نیز از - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - فناوری VCSEL بهره میبرد. TrueDepth برای تشخیص صورت کاربر از ۳۰ هزار نقطه استفاده میکند که روی سوژه قرار میگیرند. نقطههای قرارگرفته روی صورت کاربر تصویر سهبعدی از چهره او ایجاد میکنند که برای موارد مختلفی مانند بازشدن دستگاه بهکار میرود.
حسگر لایدار موجود در آیپد، نقاط لیزری بسیار کمتری درمقایسهبا TrueDepth تولید میکند. بهتازگی، ویدئویی در فضای مجازی منتشر شده است که نحوه کار این حسگر را با - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - استفاده مادون قرمز نشان میدهد.
براساس اطلاعات بهدستآمده از ویدئو - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - مذکور، حسگرهای لایدار شبکههای - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - چندصد پیکسلی دارند. حسگر TrueDepth با بررسی شکل نوری که از چهره کاربر بازتاب میشود، - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - سعی میکند فاصله را تشخیص دهد؛ اما لایدار با استفاده از محاسبه میزان زمان بازگشت نور از سوژه، فاصله دقیق را بهدست میآورد. این فرایند احتمالا دقت اندازهگیری را افزایش میدهد و - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - برد آن را نیز طولانیتر میکند.
عملکرد لایدار اپل بسیار عقبتر از حسگرهای پیشرفتهای است که شرکتهای تخصصی لایدار میفروشند. Velodyne، شرکت مخترع لایدار سهبعدی، برای قدرتمندترین لایدار خود برد بیش از ۲۰۰ متر را در نظر گرفته؛ درحالیکه برد حسگر اپل حدود ۵ متر است. سایر لایدارهای مبتنیبر VCSEL نیز بهمراتب قدرتمندتر از حسگر اپل هستند. بهعنوان مثال، قدرتمندترین لایدار مبتنیبر VCSEL شرکت Ouster دامنهای حدود ۱۰۰ متر برای تشخیص اشیاء دارد. این دامنه درمقابل دامنه درنظرگرفتهشده برای حسگر اپل بسیار بیشتر است؛ البته باید این موضوع را نیز در نظر گرفت که عموما کسی در گوشیهای هوشمند به چنین حسگر - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - قدرتمندی احتیاج پیدا نمیکند.
تمام حسگرهای کنونی Ouster مانند Velodyne بخشهای چرخشی دارند. برای ساخت آنها ۱۶ تا ۱۲۸ عدد VCSEL روی - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - یک تراشه قرار گرفته، سپس این قطعه روی بخشهای چرخشی مانند حسگرهای Velodyne نصب میشود. سادگی طراحی این مدل از حسگرها باعث شده است که Ouster بتواند قیمت تولیدات خود را بهطور چشمگیری کاهش دهد؛ بههمیندلیل، این شرکت اکنون یکی از رقبای اصلی Velodyne محسوب میشود؛ اما هنوزهم حسگرهای ساخت VCSEL گران - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - هستند و نمیتوان از آنها در گوشیهای هوشمند استفاده کرد.
هفته گذشته، این شرکت اعلام کرد که قصد دارد حسگرهای لایدار جدیدی به بازار عرضه کند که بخش چرخشی ندارند. شرکت Ouster اینبار بهجای استفاده از ۱۶ تا ۱۲۸ لیزر روی یک خط، در حسگرهای خود بیش - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - از ۲۰ هزار VCSEL قرار داد که در شبکهاب دوبعدی قرار میگیرند.
شرکت Ibeo نیز از استراتژی مشابهی استفاده کرده و حتی ممکن است اکنون جلوتر از Ouster باشد. این شرکت اولین لایداری که در بازار خودروها استفاده شد، برای Audi A8 تولید کرده است. البته آن حسگر، - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - تنها یک مدل ابتدایی بود؛ اما اکنون Ibeo در حال تولید مدل جدیدی بهنام ibeoNext است که شبکهای لیزری با ابعاد ۱۲۸ در ۸۰ پیکسل دارد. این - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - حسگر از مدل ارائهشدهی Ouster کوچکتر است؛ ولی بهطور درخورتوجهی از محصولات - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - گذشته این شرکت اندازه بزرگتری - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - دارد. Ibeo میگوید حسگر جدید این شرکت میتواند برای اجسامی با بازتاب ۱۰ درصدی حتی تا محدودهی ۱۵۰ متری نیز استفاده شود.
رقیب دیگری نیز در بازار ساخت حسگرهای لایدار وجود دارد که Sense Photonics نامیده میشود. مانند دیگر شرکتها، Sense Photonics نیز از فناوریهای VCSEL و SPAD در ساخت حسگرهای لایدار خود استفاده میکند؛ اما روشی که در فرایند ساطعشدن لیزر بهکار میبرد، با دیگر شرکتها متفاوت است. این روش micro-transfer printing نام دارد و - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - به لیزر اجازه میدهد بدون داغشدن، - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - از انرژی بیشتری استفاده کند. تاکنون، برد حسگرهای ساخت این شرکت زیاد نبوده؛ اما مدیرعامل آن از تولید لایدارهایی با برد - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - ۲۰۰ متری تا اوایل سال ۲۰۲۱ خبر داده است.
هر سه شرکت یادشده در - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - حال عرضه حسگرهای لایدار مقرونبهصرفه هستند؛ زیرا آنها پیشبینی میکنند در آیندهای نهچندان دور، تفاضا برای این قطعه در بازار خودرو بسیار افزایش پیدا میکند. حسگرهای لایدار میتوانند سیستمهای پیشرفته دستیار راننده (ADAS) را به طرز چشمگیری بهبود بخشند.
برای مثال، - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - بسیاری از مردم معتقدند خودروهای تسلا از بهترین سیستم دستیار صوتی ADAS بهره میبرند؛ اما خودروهای این شرکت به دفعات زیاد با اشیای مختلف برخورد کردهاند؛ حتی گاهی تصادفهای آنها به مرگ افراد منجر شده است. لایدار در تشخیص فاصله اشیاء، از دوربین و رادار بهتر عمل میکند؛ درنتیجه اضافهکردن این حسگر به خودروها میتواند - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - از وقوع چنین حوادثی جلوگیری کند.
تاکنون، استفاده از حسگرهای لایدار - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - برای صنعت خودروسازی توجیه اقتصادی نداشت؛ اما اکنون با دست به کار شدن چند شرکت مختلف برای تولید نمونههای مقرونبهصرفه این باور - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - در حال تغییر است. گفته میشود در آیندهای نهچندان دور، حسگرهای لایدار قیمتی کمتر از هزار دلار خواهند داشت.
شرکت Ouster - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - در نظر دارد حسگر ES2 خود را برای تولید انبوه خودرو در سال ۲۰۲۴ آماده کند. این شرکت میگوید قیمت آن در ابتدا ۶۰۰ دلار خواهد بود و پس از مدتی به ۱۰۰ دلار میرسد. دراینمیان، Ibeo هنوز قیمتی برای - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - ibeoNext اعلام نکرده؛ ولی بهتازگی گفته است - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - با شرکت بزرگ چینی بهنام Great Wall Motors برای تولید انبوه در سال ۲۰۲۲ بهتوافق رسیده است.
همچنین، شرکتهایی که - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - از فناوری VCSEL در لایدارهای خود استفاده نمیکردند، اکنون بهسراغ آن آمدهاند. یکی از این شرکتها Luminar است که از - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - معامله اخیر خود با ولوو خبر داده است. گفته میشود ولوو قصد دارد تا سال ۲۰۲۲ خودروهایی با حسگر لایدار Luminar تولید کند.
تمام این مدلها ضعفها و قوتهای خاص خود را دارند. تاکنون، لایدار - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - Luminar بیشترین برد را درمقایسهبا رقیبان داشته است. - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - ازآنجاکه این شرکت از طول موج ۱،۵۵۰ نانومتر استفاده میکند، چنین طول موجی در حسگرهای تولیدی آن وجود دارد. باید به این نکته نیز اشاره کرد که طول موج یادشده خارج از محدودهی دید انسان است؛ درنتیجه حسگر Luminar حتی با استفاده از - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - قدرت بیشتر نیز - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - نمیتواند آسیبی به چشم برساند. حسگر لایدار این شرکت درمقایسهبا Ouster - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - محدودهی دید وسیعتری - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - ارائه میدهد.
بزرگترین سؤالی - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - که میتوان از Luminar کرد، این است: چه زمانی میتواند به هدف قیمت ۱۰۰۰ دلاری خود برسد؟ آستین راسل، - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - مدیرعامل این شرکت، در یکی از مصاحبههای خود گفته بود تنها راه برای رسیدن به تولید انبوه این حسگر، کاهش قیمت آن است. اکنون نیز ادعا میکند در آینده فروش این محصول را - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - با قیمت ۱۰۰۰ دلار آغاز میکند. باید دید چه زمانی میتواند وعده خود را عملی کند؛ زیرا این موضوع میتواند جهشی بزرگی در دنیای حسگرهای لایدار باشد.
درمقابل، شرکتهای Ouster - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - و Ibeo نباید مشکل زیادی در تولید لایدارهای ارزانقیمت داشته باشند. تنها مسئلهای که روبهروی آنها قرار دارد، رسیدن به فاصله ۲۰۰ متری است؛ زیرا این فاصله بهطور کلی برای عملکرد خودروها بسیار مهم است.
مشکل بزرگ - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - پیش روی همه این شرکتها آن است که بتوانند فناوری VCSEL و SPAD را بهگونهای ترکیب کنند که بهترین نتیجه را داشته باشد تا بتوان به برد ۲۰۰ متری موردنیاز خودروها رسید. اگر این کار انجام شود، هزینه ساخت کاهش پیدا میکند و فرایند تولید سادهتر میشود؛ اما اگر Ouster و Ibeo و Sense نتوانند به قول - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - خود عمل - خدمات یخچال بالا پایین مابه در محل - کنند، ممکن است به ردههای بسیار پایینتر بازار سقوط کنند.