WEBVTT

00:00:08.145 --> 00:00:15.132
Уже поздно, кромешная тьма, и беспилотник
спускается по узкой просёлочной дороге.

00:00:15.132 --> 00:00:18.724
Внезапно на дороге появляются
одновременно три помехи движению.

NOTE Paragraph

00:00:18.724 --> 00:00:20.846
Что сейчас произойдёт?

NOTE Paragraph

00:00:20.846 --> 00:00:24.043
Прежде чем начать лавировать
сквозь эту череду препятствий,

00:00:24.043 --> 00:00:26.083
автомобиль сначала должен распознать их

00:00:26.083 --> 00:00:29.846
путём сбора требуемой информации
о размерах, форме и положении преград,

00:00:29.846 --> 00:00:34.208
чтобы алгоритмы управления проложили
наиболее безопасную траекторию движения.

00:00:34.208 --> 00:00:35.762
В отсутствие водителя

00:00:35.762 --> 00:00:38.867
автомобилю нужны «умные глаза» —
датчики, которые за доли секунды

00:00:38.867 --> 00:00:40.878
смогут «разглядеть» мельчайшие детали

00:00:40.878 --> 00:00:45.920
вне зависимости от окружающей обстановки,
погодных условий или освещения.

NOTE Paragraph

00:00:45.920 --> 00:00:50.159
Задача непростая, но существует решение,
объединившее два главных компонента:

00:00:50.159 --> 00:00:53.849
специальный вид лазерного дальномера
под названием лидар (LIDAR)

00:00:53.849 --> 00:00:56.578
и миниатюрную версию устройства связи —

00:00:56.578 --> 00:01:00.936
фактически «движка́» интернета —
под названием интегральная фотоника.

NOTE Paragraph

00:01:00.936 --> 00:01:05.236
Понять, как работает лидар, 
поможет смежная технология радаров.

00:01:05.236 --> 00:01:07.165
В радиолокационных антеннах авиации

00:01:07.165 --> 00:01:11.866
применяются радио-
и микроволновые импульсы,

00:01:11.866 --> 00:01:14.160
а время возврата их отражённых лучей

00:01:14.160 --> 00:01:16.620
помогает определить
местоположение самолётов.

00:01:16.620 --> 00:01:18.593
Но у этого способа есть ограничения,

00:01:18.593 --> 00:01:22.679
связанные с тем, что большой размер луча
не позволяет показать мелкие детали.

00:01:22.679 --> 00:01:24.947
А в системах лидаров 
беспилотного автомобиля —

00:01:24.947 --> 00:01:29.104
LIDAR означает «обнаружение, идентификация
и определение дальности с помощью света» —

00:01:29.104 --> 00:01:32.190
используется узконаправленный
невидимый инфракрасный лазер.

00:01:32.190 --> 00:01:36.660
Он может различать такие мелкие детали,
как пуговица на рубашке пешехода

00:01:36.660 --> 00:01:38.123
на другой стороне улицы.

00:01:38.123 --> 00:01:42.483
Но как определить форму
или глубину этих деталей?

NOTE Paragraph

00:01:42.483 --> 00:01:45.887
Чтобы добиться разрешения по глубине,

00:01:45.887 --> 00:01:48.267
лидар испускает серию
сверхкоротких импульсов.

00:01:48.267 --> 00:01:50.746
Представим, что на загородную 
трассу вышел лось.

00:01:50.746 --> 00:01:55.853
При приближении автомобиля, один луч
лидара отражается от основания рогов,

00:01:55.853 --> 00:02:00.721
а другой — от кончика
одного из рогов лося.

00:02:00.721 --> 00:02:04.278
Измерив время отражения второго импульса,

00:02:04.278 --> 00:02:06.882
мы получим представление о форме рога.

00:02:06.882 --> 00:02:13.192
Используя множество коротких импульсов,
лидар даёт детальное изображение.

NOTE Paragraph

00:02:13.192 --> 00:02:18.557
Световые импульсы проще всего генерировать
включением и выключением лазера.

00:02:18.557 --> 00:02:23.428
Но это ведёт к нестабильной работе прибора
и влияет на синхронизацию его лучей,

00:02:23.428 --> 00:02:25.669
что ограничивает разрешение по глубине.

00:02:25.669 --> 00:02:27.684
Лучше оставить его постоянно включённым

00:02:27.684 --> 00:02:33.031
и использовать нечто другое для цикличной,
быстрой и надёжной блокировки света.

NOTE Paragraph

00:02:33.031 --> 00:02:35.987
Вот для этого и нужна
интегральная фотоника.

00:02:35.987 --> 00:02:37.829
Цифровые данные интернета

00:02:37.829 --> 00:02:41.051
переносятся точнейшими импульсами света

00:02:41.051 --> 00:02:44.473
продолжительностью 
всего в сотню пикосекунд.

00:02:44.473 --> 00:02:49.104
Одним из способов создания этих импульсов
является модулятор Маха-Цендера.

00:02:49.104 --> 00:02:52.865
Это устройство работает 
благодаря особому свойству волн

00:02:52.865 --> 00:02:54.658
под названием интерференция.

00:02:54.658 --> 00:02:57.613
Представьте, что вы
бросаете камешки в пруд:

00:02:57.613 --> 00:03:01.550
по мере расхождения и наложения кругов
на воде образуется узор.

00:03:01.550 --> 00:03:05.464
В некоторых местах волновые пики
усиливаются и увеличиваются в размерах;

00:03:05.464 --> 00:03:08.450
в других — полностью гасятся.

00:03:08.450 --> 00:03:11.517
Модулятор Маха-Цендера делает то же самое.

00:03:11.517 --> 00:03:17.292
В нём световые волны разветвляются надвое,
а затем сводятся воедино.

00:03:17.292 --> 00:03:20.784
Если задержать свет в одной из веток
на половину длины волны,

00:03:20.784 --> 00:03:25.703
то объединённая рассинхронизованная волна
погасится и свет пропадёт.

00:03:25.703 --> 00:03:28.335
Переключая эту задержку в одной из веток,

00:03:28.335 --> 00:03:33.606
модулятор действует как семафор, 
излучающий световые импульсы.

00:03:33.606 --> 00:03:36.380
Импульс света 
продолжительностью в сто пикосекунд

00:03:36.380 --> 00:03:39.790
позволяет достичь разрешения по глубине
в несколько сантиметров,

00:03:39.790 --> 00:03:43.303
но автомобилям завтрашнего дня
нужно разрешение побольше.

00:03:43.303 --> 00:03:47.595
Соединив модулятор со сверхчувствительным,
быстродействующим детектором света,

00:03:47.595 --> 00:03:50.878
можно улучшить разрешение до миллиметра.

00:03:50.878 --> 00:03:52.781
Это более чем в сто раз лучше того,

00:03:52.781 --> 00:03:57.337
что человек с идеальным зрением способен
разглядеть на другой стороне дороги.

NOTE Paragraph

00:03:57.337 --> 00:04:02.935
В лидарах беспилотников первого поколения 
применялись сложные вращающиеся агрегаты,

00:04:02.935 --> 00:04:05.777
сканировавшие дорогу 
с крыш или багажников автомобилей.

00:04:05.777 --> 00:04:07.494
Использование интегральной фотоники

00:04:07.494 --> 00:04:12.508
позволило уменьшить модуляторы и датчики
до менее чем одной десятой миллиметра

00:04:12.508 --> 00:04:17.837
и поместить их в микрочипы, которые 
планируется встроить в фары автомобилей.

00:04:17.837 --> 00:04:21.806
Эти чипы будут включать в себя ещё
и усовершенствованный вариант модулятора,

00:04:21.806 --> 00:04:24.815
который позволит отказаться 
от громоздких вращающихся датчиков

00:04:24.815 --> 00:04:27.275
и производить сканирование
на высоких скоростях.

NOTE Paragraph

00:04:27.275 --> 00:04:31.097
Если всего чуть-чуть задержать свет
в одной из веток модулятора,

00:04:31.097 --> 00:04:36.208
то получится диммер,
а не двухпозиционный переключатель.

00:04:36.208 --> 00:04:40.708
Подсоединив параллельно несколько веток 
с небольшой контролируемой задержкой,

00:04:40.708 --> 00:04:44.786
можно создать нечто новое —

00:04:44.786 --> 00:04:47.492
управляемый лазерный луч.

NOTE Paragraph

00:04:47.492 --> 00:04:49.088
Благодаря этой возможности,

00:04:49.088 --> 00:04:52.398
«умные глаза» автомобиля будут
сканировать и «видеть» столь тщательно,

00:04:52.398 --> 00:04:55.621
что такого даже невозможно себе
представить в мире живой природы,

00:04:55.621 --> 00:04:58.554
и помогут беспилотникам 
проходить через любое число преград.

00:04:58.554 --> 00:05:00.358
Никто даже испугаться не успеет,

00:05:00.358 --> 00:05:03.988
разве что какой-нибудь заплутавший лось.