Tipicamente, sistemas de navegação para carros autônomos usam luz visível para identificar objetos estranhos. Isso funciona na maioria das vezes. Mas em neblina, enevoado, ou condições chuvosas, carros autônomos se transformam em cervos nos faróis, amplamente inconsciente dos próximos obstáculos. A luz dispersa confunde o sistema do carro, borrando assim a distinção entre objetos reais e reflexos da própria luz espalhada. Sob estas condições, carros autônomos não podem reconhecer os próximos obstáculos que seriam facilmente identificáveis ​​ao olho humano.

Para ver através de condições perigosas, sensores dentro dos carros precisam de tecnologia que possa prever obstáculos não imediatamente evidentes. Felizmente, Jayakanth Ravichandran, professor assistente do Departamento de Engenharia Química e Ciência dos Materiais da Família Mork na USC Viterbi, deseja desenvolver novos materiais eletrônicos e ópticos que possibilitem o que ele chama de "tecnologias da próxima geração" para melhorar a tecnologia que envolve as pessoas em seu dia a dia, incluindo carros autônomos.

“Olhe para os smartphones, computadores e TVs LED ao seu redor, "Ravichandran disse." Nenhum destes existiu, pelo menos na forma atual, 10 a 20 anos atrás. Isso é possível devido à pesquisa de materiais usados ​​nessas tecnologias. Meu grupo está procurando desenvolver materiais que serão usados ​​em tecnologias nos próximos dez a vinte anos. "

As últimas pesquisas de Ravichandran, conduzido com alunos de doutorado Shanyuan Niu, Boyang Zhao, e o aluno de mestrado Yucheng Zhou, encontraram materiais que podem mudar fundamentalmente a maneira como os carros autônomos operam. O grupo de Ravichandran colaborou de perto com Han Wang, professor assistente no Departamento de Engenharia Elétrica Ming Hsieh da USC Viterbi e Mikhail Kats, um professor assistente da Universidade de Wisconsin, Madison e este trabalho foi publicado recentemente em Nature Photonics .

Embora a luz visível normalmente usada por carros autônomos para identificar obstáculos não possa funcionar na neblina, fumaça ou chuva, a luz infravermelha pode ver através de tais condições. Consequentemente, o desenvolvimento de novos dispositivos infravermelhos para funcionar nessas condições nebulosas de visualização pode melhorar muito a segurança de carros autônomos, Ravichandran disse.

Seu laboratório acaba de descobrir um material que pode funcionar em tais dispositivos infravermelhos.

O material - uma composição com a fórmula química, BaTiS3 - pode se tornar funcional em sistemas de imagens térmicas, um tipo de dispositivo infravermelho.

Os sistemas de imagem térmica podem reconhecer mudanças na temperatura de um objeto rastreando a quantidade de radiação emitida por esse objeto. Seguindo as mudanças de temperatura de objetos específicos, os sistemas de imagens térmicas podem identificar o movimento mesmo na ausência de visibilidade - uma função crucial para carros autônomos.

Para um sistema de imagem térmica eficaz, deve haver um detector para detectar a radiação de calor e fornecer uma resposta legível, bem como um sistema para filtrar e manipular a radiação de entrada.

O BaTiS3 atualmente funciona como um filtro para a radiação que chega. Em breve, também poderá funcionar como detector.

"Estamos explorando isso agora, "Ravichandran observou." Mais importante, existem conexões sutis entre o desempenho do dispositivo e as propriedades do material. Nosso trabalho é identificar isso e procurar o tipo certo de materiais com base nesse entendimento. "

Embora o projeto de seu laboratório ainda esteja em seus estágios iniciais, Ravichandran disse que o próximo passo de sua equipe é fazer um dispositivo funcional com o material para que possam levá-lo ao mercado. Ele também espera encontrar outras composições que possam funcionar em sistemas de imagens térmicas ainda melhores do que o BaTiS3.

As implicações das descobertas do laboratório também são empolgantes para usos fora dos sensores de veículos autônomos.

“Existem possibilidades de usar esses materiais para detectar poluentes ambientais, e agentes biológicos no ar, "Disse Ravichandran." Se houver algum tipo de doença transmitida pelo ar, identificar essas partículas biológicas pode se tornar muito fácil com essa tecnologia.

"Existem tantas aplicações que podem acontecer."