Come si fa a decidere se un pedone deve aspettare o è sicuro attraversare la strada di fronte a una macchina? Nel mondo di oggi, i conducenti e i pedoni si scambiano semplicemente un breve contatto visivo o piccoli gesti delle mani per esprimere le loro intenzioni l’uno all’altro. Tuttavia, come è riportato in un articolo pubblicato di recente sulla rivista Franhofer faranno le future auto autonome a comunicare?
I ricercatori coinvolti nel progetto MaMeK stanno cercando di rispondere a questa domanda. Immaginiamo una situazione in cui un ciclista non è sicuro se un’auto che si avvicina gli dia la precedenza o meno – ma poi una proiezione luminosa appare davanti al veicolo, indicando che ha rilevato la moto e la sta aspettando. Questo è un esempio di come un auto e le persone potrebbero comunicare tra loro in futuro.
Una nuova applicazione dell’olografia sulla strada
Insieme al suo team presso l’Istituto Fraunhofer di Ottica Applicata e Ingegneria di Precisione IOF a Jena, Norbert Danz sta prospettando scenari di questo tipo all’interno del progetto congiunto MaMeK, che si concentra sui sistemi di proiezione per la comunicazione umani-macchina e coinvolge partner, tra cui Audi AG. In questo contesto vengono perseguiti due approcci tecnologici: i display mostrati direttamente sulla vettura stessa e le proiezioni olografiche sul terreno intorno al veicolo. Fraunhofer IOF è responsabile della tecnologia su cui si basa quest’ultimo caso.
“Molte auto dispongono già di sistemi di proiezione di simboli basati su LED che proiettano le immagini a terra quando il conducente esce. Ma non sono ancora abbastanza luminose per le condizioni di luce diurna e le immagini che producono sono statiche, quindi non sono adatte per consentire alle auto autonome di comunicare con il loro ambiente“, spiega Norbert Danz. Con questo in mente, la sfida è quella di creare una proiezione ultra-luminosa che fosse visibile anche alla luce del sole e in grado di visualizzare le informazioni in modo dinamico. Doveva anche essere in grado di illuminare un’area sufficientemente ampia per coprire tutte le direzioni intorno all’auto con pochi proiettori.
Le proiezioni cristalline alla luce del sole
I ricercatori dell’IOF utilizzano tecnologie laser all’avanguardia per mettere in pratica il loro micro-proiettore dinamico. Quattro diodi laser illuminano un generatore di immagini noto come modulatore di luce spaziale (SLM), che distribuisce la luce in un modo che forma una particolare immagine sulla strada. Per ottenere il giusto livello di luminosità e garantire che l’area di proiezione sia il più grande possibile, il sistema genera quattro sotto-immagini che vengono poi fuse in una sola.
“Poiché il proiettore è molto vicino al suolo e l’angolo di proiezione è molto ampio, è difficile creare un’immagine di grandi dimensioni, quindi distribuiamo l’immagine su più diodi laser e allarghiamo ogni singola immagine utilizzando telescopi micro-ottici. Inoltre, la direzione della proiezione è determinata da una serie di microprismi, che ci consentono di ottenere un’area di proiezione di 100 x 30 centimetri a una distanza inferiore a 50 centimetri“, spiega Danz. Con dimensioni di soli 7 x 7 x 5 centimetri, il sistema sviluppato da Fraunhofer IOF può essere integrato in qualsiasi davanzale dell’auto.
L’installazione di più proiettori consente di visualizzare i pittogrammi sulla strada fino al veicolo – e l’architettura modulare apre anche la possibilità di rappresentare elementi dinamici. Ciò che distingue il sistema, tuttavia, è il livello di luminosità di circa 10.000 lux (a seconda dell’immagine), che consente a ciclisti e pedoni di vedere le proiezioni stradali anche in una giornata di sole. Oltre all’uso dei laser, ciò è ottenuto da elementi tra cui il generatore di immagini SLM della società berlinese Holoeye Photonics, uno dei partner del progetto. Anche Docter Optics SE, una media impresa con sede nello stato tedesco della Turingia, è coinvolta nella costruzione dei proiettori.
Sviluppo nel progetto congiunto 3Dsensation
Il sistema complessivo sviluppato nell’ambito del progetto MaMeK è ora integrato in un veicolo dimostrativo e collegato in rete con sensori appropriati da un veicolo (altamente) semi-autonomo. I ricercatori di Fraunhofer esporranno per la prima volta a LASER World of PHOTONICS a Monaco di Baviera dal 27 al 30 giugno 2023, presso lo stand 415 nel padiglione A2, un modello dimostrativo di laboratorio del microproiettore.
MaMeK è emerso dal progetto congiunto 3Dsensation, che ha rappresentato uno dei dieci consorzi del Twenty20 – Partnership for Innovation programma di finanziamento gestito dal Ministero federale tedesco dell’Istruzione e della Ricerca tra il 2014 e il 2022. Insieme, i partner dell’alleanza hanno perseguito l’obiettivo di utilizzare tecnologie 3D innovative per aiutare le macchine a catturare visivamente scenari complessi e interpretarli. Il consorzio si è concentrato sui principi alla base di un’interazione sicura ed efficiente tra uomo, macchina e ambiente nella produzione, salute e mobilità – aree chiave della vita e del lavoro