الهام از حشرات برای ساخت «سامانه اجتناب از برخورد» در خودرو‌ها

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان با الهام از توانایی اجتناب از برخورد حشرات به هم، با استفاده از دی سولفید مولیبدن و ممریستور، سامانه‌ای با مصرف انرژی کم ساختند که می‌تواند در خودرو‌ها استفاده شود.

با وجود این که تنها حدود ۲۵ ٪ از سفر‌ها با خودرو پس از تاریکی هوا اتفاق می‌افتد، اما تقریباً نیمی از تصادفات کشنده در شب رخ می‌دهد. هرچه وسایل نقلیه ما پیشرفته‌تر و حتی خودمختار می‌شوند، روش‌های تشخیص و جلوگیری از این تصادفات نیز باید تکامل یابند. سیستم‌های فعلی غالباً پیچیده بوده یا در تاریکی ضعیف کار می‌کنند. اما به تازگی محققان مقاله‌ای در ACS Nano منتشر کردند که در آن جزئیات مربوط به ساخت یک آشکارساز را تشریح کرده‌اند که مصرف انرژی کمی داشته و از توانایی اجتناب از برخورد حشرات به هم الهام گرفته شده است.

تعداد زیادی سیستم اجتناب از برخورد (CASS) در حال حاضر در وسایل نقلیه گنجانده شده است که با نزدیک شدن یک جسم می‌توانند به‌طور خودکار ترمز کنند. برخی با تجزیه و تحلیل تصویری از فضای اطراف خودرو عمل می‌کنند، اما در شرایطی مانند باران شدید یا نور کم، تصویر به اندازه مشخص نیست. برای جبران آن، از پردازنده‌های پیچیده سیگنال برای درک آنچه که هنوز قابل مشاهده است استفاده می‌شود. روش دیگر ترکیب حسگر‌های رادار با لیدار (تشخیص نور و محدوده) است، اما این کار برای کوچک‌سازی چالش‌برانگیز است و به انرژی زیادی احتیاج دارند. این ابزار‌ها می‌توانند با وجود ایمن‌تر شدن وسیله نقلیه، وزن و انرژی مورد نیاز را افزایش دهند.

اما حشرات، از جمله ملخ و مگس، می‌توانند به راحتی از برخورد با یکدیگر بدون تکیه بر نرم افزار یا لیدار، حتی در شب، جلوگیری کنند. آن‌ها مدار‌های عصبی اجتناب از مانع خاص را درگیر می‌کنند، که بسیار کارآمد هستند و می‌توانند الهام بخش نسل بعدی سیستم اجتناب از برخورد باشند. ساپتاراشی داس و همکارانش می‌خواستند یک آشکارساز تصادف با الهام از حشرات را برای وسایل نقلیه بسازند که حسگری مؤثر و ایمن داشته و در عین حال انرژی کمتری نسبت به تجهیزات پیشین خود نیاز دارد.

این تیم یک الگوریتم را بر اساس مدار عصبی حشرات برای جلوگیری از برخورد با اشیا طراحی کرد. آن‌ها به جای پردازش یک تصویر کامل، فقط یک متغیر را پردازش کردند: شدت چراغ‌های جلو ماشین. بدون نیاز به دوربین پردازنده یا حسگر تصویر، واحد‌های تشخیص و پردازش با هم ترکیب شدند و باعث می‌شود آشکارساز کلی کوچکتر و صرفه‌جویی انرژی بیشتری داشته باشد. این حسگر از هشت ممریستور حساس به عکس از لایه‌ای از دی سولفید مولیبدن (MOS ۲) ساخته شده است که بر روی یک مدار سازماندهی شده‌اند. ابعاد این بخش تنها ۴۰ میکرومتر مربع بوده و تنها چند صد پیکون انرژی نیاز دارد که ده‌ها هزار بار کمتر از سیستم‌های موجود است.

این ردیاب می‌تواند تصادف میان دو خودرو را دو تا سه ثانیه قبل از وقوع آن حس کند و راننده زمان کافی برای عکس‌العمل دارد تا اقدامات اصلاحی را در شرایط بحرانی انجام دهد. محققان می‌گویند که این ردیاب جدید می‌تواند به بهتر و ایمن‌تر شدن سیستم‌های اجتناب از برخورد کمک کند.