1
00:00:08,145 --> 00:00:15,132
Уже поздно, кромешная тьма, и беспилотник
спускается по узкой просёлочной дороге.

2
00:00:15,132 --> 00:00:18,724
Внезапно на дороге появляются
одновременно три помехи движению.

3
00:00:18,724 --> 00:00:20,846
Что сейчас произойдёт?

4
00:00:20,846 --> 00:00:24,043
Прежде чем начать лавировать
сквозь эту череду препятствий,

5
00:00:24,043 --> 00:00:26,083
автомобиль сначала должен распознать их

6
00:00:26,083 --> 00:00:29,846
путём сбора требуемой информации
о размерах, форме и положении преград,

7
00:00:29,846 --> 00:00:34,208
чтобы алгоритмы управления проложили
наиболее безопасную траекторию движения.

8
00:00:34,208 --> 00:00:35,762
В отсутствие водителя

9
00:00:35,762 --> 00:00:38,867
автомобилю нужны «умные глаза» —
датчики, которые за доли секунды

10
00:00:38,867 --> 00:00:40,878
смогут «разглядеть» мельчайшие детали

11
00:00:40,878 --> 00:00:45,920
вне зависимости от окружающей обстановки,
погодных условий или освещения.

12
00:00:45,920 --> 00:00:50,159
Задача непростая, но существует решение,
объединившее два главных компонента:

13
00:00:50,159 --> 00:00:53,849
специальный вид лазерного дальномера
под названием лидар (LIDAR)

14
00:00:53,849 --> 00:00:56,578
и миниатюрную версию устройства связи —

15
00:00:56,578 --> 00:01:00,936
фактически «движка́» интернета —
под названием интегральная фотоника.

16
00:01:00,936 --> 00:01:05,236
Понять, как работает лидар, 
поможет смежная технология радаров.

17
00:01:05,236 --> 00:01:07,165
В радиолокационных антеннах авиации

18
00:01:07,165 --> 00:01:11,866
применяются радио-
и микроволновые импульсы,

19
00:01:11,866 --> 00:01:14,160
а время возврата их отражённых лучей

20
00:01:14,160 --> 00:01:16,620
помогает определить
местоположение самолётов.

21
00:01:16,620 --> 00:01:18,593
Но у этого способа есть ограничения,

22
00:01:18,593 --> 00:01:22,679
связанные с тем, что большой размер луча
не позволяет показать мелкие детали.

23
00:01:22,679 --> 00:01:24,947
А в системах лидаров 
беспилотного автомобиля —

24
00:01:24,947 --> 00:01:29,104
LIDAR означает «обнаружение, идентификация
и определение дальности с помощью света» —

25
00:01:29,104 --> 00:01:32,190
используется узконаправленный
невидимый инфракрасный лазер.

26
00:01:32,190 --> 00:01:36,660
Он может различать такие мелкие детали,
как пуговица на рубашке пешехода

27
00:01:36,660 --> 00:01:38,123
на другой стороне улицы.

28
00:01:38,123 --> 00:01:42,483
Но как определить форму
или глубину этих деталей?

29
00:01:42,483 --> 00:01:45,887
Чтобы добиться разрешения по глубине,

30
00:01:45,887 --> 00:01:48,267
лидар испускает серию
сверхкоротких импульсов.

31
00:01:48,267 --> 00:01:50,746
Представим, что на загородную 
трассу вышел лось.

32
00:01:50,746 --> 00:01:55,853
При приближении автомобиля, один луч
лидара отражается от основания рогов,

33
00:01:55,853 --> 00:02:00,721
а другой — от кончика
одного из рогов лося.

34
00:02:00,721 --> 00:02:04,278
Измерив время отражения второго импульса,

35
00:02:04,278 --> 00:02:06,882
мы получим представление о форме рога.

36
00:02:06,882 --> 00:02:13,192
Используя множество коротких импульсов,
лидар даёт детальное изображение.

37
00:02:13,192 --> 00:02:18,557
Световые импульсы проще всего генерировать
включением и выключением лазера.

38
00:02:18,557 --> 00:02:23,428
Но это ведёт к нестабильной работе прибора
и влияет на синхронизацию его лучей,

39
00:02:23,428 --> 00:02:25,669
что ограничивает разрешение по глубине.

40
00:02:25,669 --> 00:02:27,684
Лучше оставить его постоянно включённым

41
00:02:27,684 --> 00:02:33,031
и использовать нечто другое для цикличной,
быстрой и надёжной блокировки света.

42
00:02:33,031 --> 00:02:35,987
Вот для этого и нужна
интегральная фотоника.

43
00:02:35,987 --> 00:02:37,829
Цифровые данные интернета

44
00:02:37,829 --> 00:02:41,051
переносятся точнейшими импульсами света

45
00:02:41,051 --> 00:02:44,473
продолжительностью 
всего в сотню пикосекунд.

46
00:02:44,473 --> 00:02:49,104
Одним из способов создания этих импульсов
является модулятор Маха-Цендера.

47
00:02:49,104 --> 00:02:52,865
Это устройство работает 
благодаря особому свойству волн

48
00:02:52,865 --> 00:02:54,658
под названием интерференция.

49
00:02:54,658 --> 00:02:57,613
Представьте, что вы
бросаете камешки в пруд:

50
00:02:57,613 --> 00:03:01,550
по мере расхождения и наложения кругов
на воде образуется узор.

51
00:03:01,550 --> 00:03:05,464
В некоторых местах волновые пики
усиливаются и увеличиваются в размерах;

52
00:03:05,464 --> 00:03:08,450
в других — полностью гасятся.

53
00:03:08,450 --> 00:03:11,517
Модулятор Маха-Цендера делает то же самое.

54
00:03:11,517 --> 00:03:17,292
В нём световые волны разветвляются надвое,
а затем сводятся воедино.

55
00:03:17,292 --> 00:03:20,784
Если задержать свет в одной из веток
на половину длины волны,

56
00:03:20,784 --> 00:03:25,703
то объединённая рассинхронизованная волна
погасится и свет пропадёт.

57
00:03:25,703 --> 00:03:28,335
Переключая эту задержку в одной из веток,

58
00:03:28,335 --> 00:03:33,606
модулятор действует как семафор, 
излучающий световые импульсы.

59
00:03:33,606 --> 00:03:36,380
Импульс света 
продолжительностью в сто пикосекунд

60
00:03:36,380 --> 00:03:39,790
позволяет достичь разрешения по глубине
в несколько сантиметров,

61
00:03:39,790 --> 00:03:43,303
но автомобилям завтрашнего дня
нужно разрешение побольше.

62
00:03:43,303 --> 00:03:47,595
Соединив модулятор со сверхчувствительным,
быстродействующим детектором света,

63
00:03:47,595 --> 00:03:50,878
можно улучшить разрешение до миллиметра.

64
00:03:50,878 --> 00:03:52,781
Это более чем в сто раз лучше того,

65
00:03:52,781 --> 00:03:57,337
что человек с идеальным зрением способен
разглядеть на другой стороне дороги.

66
00:03:57,337 --> 00:04:02,935
В лидарах беспилотников первого поколения 
применялись сложные вращающиеся агрегаты,

67
00:04:02,935 --> 00:04:05,777
сканировавшие дорогу 
с крыш или багажников автомобилей.

68
00:04:05,777 --> 00:04:07,494
Использование интегральной фотоники

69
00:04:07,494 --> 00:04:12,508
позволило уменьшить модуляторы и датчики
до менее чем одной десятой миллиметра

70
00:04:12,508 --> 00:04:17,837
и поместить их в микрочипы, которые 
планируется встроить в фары автомобилей.

71
00:04:17,837 --> 00:04:21,806
Эти чипы будут включать в себя ещё
и усовершенствованный вариант модулятора,

72
00:04:21,806 --> 00:04:24,815
который позволит отказаться 
от громоздких вращающихся датчиков

73
00:04:24,815 --> 00:04:27,275
и производить сканирование
на высоких скоростях.

74
00:04:27,275 --> 00:04:31,097
Если всего чуть-чуть задержать свет
в одной из веток модулятора,

75
00:04:31,097 --> 00:04:36,208
то получится диммер,
а не двухпозиционный переключатель.

76
00:04:36,208 --> 00:04:40,708
Подсоединив параллельно несколько веток 
с небольшой контролируемой задержкой,

77
00:04:40,708 --> 00:04:44,786
можно создать нечто новое —

78
00:04:44,786 --> 00:04:47,492
управляемый лазерный луч.

79
00:04:47,492 --> 00:04:49,088
Благодаря этой возможности,

80
00:04:49,088 --> 00:04:52,398
«умные глаза» автомобиля будут
сканировать и «видеть» столь тщательно,

81
00:04:52,398 --> 00:04:55,621
что такого даже невозможно себе
представить в мире живой природы,

82
00:04:55,621 --> 00:04:58,554
и помогут беспилотникам 
проходить через любое число преград.

83
00:04:58,554 --> 00:05:00,358
Никто даже испугаться не успеет,

84
00:05:00,358 --> 00:05:03,988
разве что какой-нибудь заплутавший лось.