Разработан самовосстанавливающийся материал для объектива беспилотных автомобилей, предотвращающий аварии

Поврежденные датчики могут привести к искажению сигнала, что может оказать негативное влияние на функционирование системы управления автономного автомобиля и привести к возникновению аварийных ситуаций. Поэтому разработка материала, способного самостоятельно заживлять царапины, является значимым шагом в обеспечении безопасности беспилотных автомобилей.

Использование самовосстанавливающегося оптического материала в датчике автономного транспортного средства может действительно продлить срок его службы и предотвратить неисправности, вызванные повреждением поверхности.

Объективы играют важную роль в сборе и фокусировке света в различных оптических устройствах, и их повреждение может серьезно повлиять на качество изображения или передаваемого оптического сигнала. Царапины на поверхности объектива могут вызвать искажения, размытие или потерю деталей в получаемом изображении.

Самовосстанавливающийся оптический материал, разработанный исследовательской группой, способен автоматически восстанавливать поврежденные участки поверхности. Это позволяет сохранять оптические свойства объектива и предотвращать искажения в получаемых изображениях или оптических сигналах. Благодаря этому материалу датчики автономных транспортных средств могут быть более надежными и долговечными.

В последнее время было несколько случаев дорожно-транспортных происшествий, вызванных ошибками в системах зрения автономных автомобилей, таких как датчики LiDAR и камеры. Эти неполадки привели к низкому уровню доверия к безопасности беспилотных автомобилей.

Сотрудники исследовательской группы KRICT-KNU совместно разработали прозрачный материал для объектива, способный устранять царапины на поверхности датчика в течение 60 секунд. Для этого можно воспользоваться простым инструментом, например, увеличительным стеклом, с помощью которого солнечный свет фокусируется на поврежденной поверхности.

Из-за свободного молекулярного движения внутри полимера гибкие материалы обладают способностью к самовосстановлению, что является их преимуществом. Однако при создании линз или защитных покрытий обычно используются твердые материалы, которым трудно придать свойство самовосстановления. Для решения этой проблемы исследовательская группа решила соединить тиоуретановую структуру, уже используемую в качестве материала для линз, с прозрачным фототермальным красителем, чтобы создать "динамическую химическую связь". При такой связи полимеры могут разбиваться и вновь объединяться под воздействием солнечного света.

В частности, разработанный прозрачный органический фототермальный краситель способен избирательно поглощать свет определенной ближней инфракрасной длины волны (от 850 до 1050 нм), не влияя на область видимого света (от 350 до 850 нм), используемую для датчиков изображения, а также на ближнюю инфракрасную область (примерно 1550 нм), которая используется в датчиках LiDAR.

При поглощении солнечного света фототермальными красителями поверхность разработанного материала линз нагревается, поскольку свет превращается в тепловую энергию. Повышенная температура позволяет материалу самостоятельно восстановить поверхность, осуществляя диссоциацию и рекомбинацию химических связей в политиоуретановой структуре.

Разработанный материал объектива обладает идеальным свойством самовосстановления, даже если царапины пересекаются друг с другом. Он обеспечивает высокую степень стабильности, сохраняя 100% эффективность самовосстановления даже после повторения процесса царапания и заживления более пяти раз в одном и том же месте. Информация об этом размещена в журнале Tech Xplore.