Умные левитирующие сенсоры: революция в автономных авто и охоте за темной материей

В научном мире появилась по-настоящему необычная разработка: новый сенсор, способный поднимать в воздух десятки мельчайших стеклянных частиц, обещает изменить подход к точности измерений и открыть новые горизонты для автономных машин, навигационных систем и даже поиска темной материи. Инженеры из Королевского колледжа Лондона создали устройство, вдохновленное строением человеческого глаза, и теперь могут отслеживать движение более сотни микрочастиц одновременно, используя один из самых чувствительных датчиков современности.

Обычно левитирующие сенсоры работают с одной-двумя частицами, чтобы максимально изолировать их от внешних воздействий и точно измерять ускорение или другие силы. Однако новая технология позволяет не только наблюдать за целым облаком частиц, но и управлять их положением с высокой скоростью, что раньше было невозможно: приходилось выбирать между быстрым отслеживанием одной частицы или медленным — многих.

Профессор Джеймс Миллен, возглавляющий исследование, отмечает: сенсоры — это невидимая основа большинства современных технологий. Чем выше их точность, тем лучше, например, будут работать беспилотные автомобили, ведь они смогут улавливать малейшие изменения ускорения и не зависеть от спутниковой связи. Вакуумная левитация микрочастиц позволила создать миниатюрный сенсор с невероятной чувствительностью, а использование принципов обработки зрительной информации, схожих с работой мозга, дало возможность быстро и точно управлять движением частиц.

Вместо того чтобы фиксировать все происходящее в поле зрения, нейроморфная камера регистрирует только перемещения микрочастиц, что позволяет собирать исключительно нужные данные. Благодаря алгоритмам искусственного интеллекта исследователи могут отслеживать как отдельные частицы, так и их коллективное движение, анализируя все внешние воздействия. Такой подход обеспечивает рекордную точность и минимизирует объем обрабатываемой информации, что позволяет в реальном времени корректировать положение каждой частицы и эффективно их охлаждать.

Из-за крайне низкого энергопотребления технология может быть масштабирована: в будущем возможно создание сенсорных чипов, способных работать с еще большим числом частиц. По словам доктора Югана Рена, внедрение подобных сенсоров в бытовую электронику и системы мониторинга окружающей среды — вопрос ближайших лет. Более того, охлаждение частиц до температур, близких к абсолютному нулю, позволит устранить тепловые шумы и создать квантовые сенсоры с недостижимой ранее чувствительностью. Это открывает путь к новым методам обнаружения гравитационных волн, поиску темной материи и развитию автономных технологий. Александр Степанов