Современные дроны и роботы видят мир импульсно: вспышка лазера — ожидание отражения — расчёт расстояния. Чтобы узнать скорость, нужно сравнить два кадра и потратить вычислительные ресурсы. Швейцарские инженеры из Pointcloud GmbH предложили принципиально иное решение. Они создали 4D-сенсор на одном чипе, использующий технологию FMCW LiDAR (частотно-модулированный непрерывный луч). Вместо импульсов — постоянный лазерный луч. Незначительные сдвиги частоты отражённого света позволяют одновременно вычислить и расстояние до объекта, и его мгновенную скорость.
Сердце чипа — матрица фокальной плоскости (FPA) с разрешением 352×176 пикселей. Это более 61 тысячи пикселей и свыше 600 тысяч фотонных компонентов, интегрированных на кристалле вместе с управляющей электроникой. Каждый пиксель работает и как передатчик, и как приёмник. В испытаниях чип восстановил детальные 3D-карты помещений с расстояния 6–11 метров и зафиксировал архитектурные детали здания в 65 метрах. Одновременно система измеряла скорость вращающегося диска — в реальном времени, без постобработки.
Главное достижение — интеграция. Раньше подобные системы занимали столы, теперь вся оптика и электроника умещаются на одном кристалле. Это открывает путь к дешёвому массовому производству. Технология пригодится везде, где нужно быстро и точно видеть трёхмерную картину мира в движении: автономные дроны, беспилотные автомобили, промышленные роботы. В перспективе — даже в смартфонах.
Сейчас исследователи работают над повышением разрешения и расширением дальности. Эпоха слепых машин заканчивается. Начинается эра мгновенного 4D-зрения.
