瑞士科学家在单块芯片上研发出一种4D成像传感器

据最新一期《自然》杂志报道，瑞士科学家在单块芯片上研发出一种4D成像传感器。它不仅能绘制出环境的3D立体地图，测算目标距离，更能实时追踪物体的运动速度，为机器感知世界增添了全新的“时间”维度。

目前，机器人和无人机的“眼睛”普遍依赖3D传感器。这些传感器虽功能强大，但在捕捉瞬息万变的现实世界时，常因无法即时测速而显得“力不从心”。而且，这些设备往往笨重昂贵，难以普及。

新4D成像传感器是蚀刻在一块芯片上的焦平面阵列，这是一个囊括了61952个固定像素的物理网格。每个网格都是一款身兼二职的微型传感器：既能发射激光探测场景，又能接收反射回来的信号，实现了收发一体，使得整个系统结构空前紧凑。

该传感器摒弃了传统传感器使用的短脉冲光，转而采用连续激光束。这使其能敏锐捕捉到光波频率的细微变化，从而像计算尺一样，瞬间同时测算出目标物体的距离与速度。测试结果显示，传感器不仅能精细还原6米至65米内、从室内房间到户外建筑的3D细节，甚至能立即测出旋转圆盘的速率，精准捕捉动态瞬间。

团队表示，这是首个将所有关键电子元件集成于单芯片的大规模相干焦平面阵列，为未来低成本、大规模的应用铺平了道路。尽管分辨率和探测范围仍有提升空间，但这项技术的潜力远不止于赋能机器人与无人机。未来，它或许也能革新手机和数码相机的成像能力。