Разработан бионический лидар с адаптивным фокусированием, превосходящий разрешение сетчатки глаза

Интегрированный бионический лидар для адаптивного 4D машинного зрения. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66529-7

Китайские исследователи создали лидарную систему на чипе, которая имитирует работу человеческого глаза, динамически концентрируя высокое разрешение на важных участках сцены, сохраняя при этом общий обзор.

Система достигает углового разрешения 0,012° в зонах интереса, что вдвое острее приблизительного предела человеческого глаза (0,017°). Это позволяет различать мельчайшие детали, например, на удалённом дорожном знаке. В отличие от традиционных лидаров, равномерно распределяющих разрешение, новая разработка перераспределяет параллельные каналы по требованию, избегая дорогого масштабирования.

Как объяснили соавторы исследования Жуйсюань Чэнь и Синцзюнь Ван из Пекинского университета, мотивацией стал практический разрыв между биологическим и машинным восприятием. Человеческий глаз достигает высокой остроты и энергоэффективности, перераспределяя внимание, в то время как в лидарах разрешение обычно повышают за счёт увеличения числа каналов, что ведёт к росту стоимости и энергопотребления.

Решение объединяет две ключевые технологии: лазер с внешним резонатором с диапазоном перестройки более 100 нм и перестраиваемые электрооптические гребёнки на платформах из ниобата лития. Это позволяет системе «зумировать», увеличивая плотность точек в выбранной области без изменения оптики.

В экспериментах система продемонстрировала съёмку статичной сцены с имитацией дорожной обстановки, слияние данных лидара и камеры для создания цветных облаков точек, а также захват 4D-изображения в реальном времени (например, подброс баскетбольного мяча с отображением позиции, скорости вращения и цвета).

Технология найдёт применение в автономных транспортных средствах, дронах, робототехнике и нейроморфных системах зрения. Для практического внедрения разработчики планируют углубить монолитную интеграцию на платформах из ниобата лития и создать ультраширокополосные источники излучения.