LiDAR ha molti altri usi oltre alle app di scansione per smartphone.
La maggior parte delle persone ha una certa comprensione di come funzionano gli scanner radar. Utilizzati da decenni nella navigazione, questi sensori inviano segnali radio in ogni direzione e misurano il tempo necessario per essere riflessi, consentendo così il rilevamento di oggetti vicini.
LiDAR sta per "Light Detection And Ranging" ed è simile al radar ma utilizza invece i laser. Questo tipo di sensore è diventato più noto tra i clienti quando Apple ha iniziato a includerlo nei propri dispositivi.
Evoluzione LiDAR: dai laboratori ai dispositivi Apple
I sensori LiDAR erano già utilizzati molto prima che i prodotti Apple li presentassero. La tecnologia è stata creata negli anni '60 ed è stato uno dei primi usi per i raggi laser.
LiDAR e radar funzionano in modo simile, ma quest'ultimo è in qualche modo semplice e migliore per il posizionamento, mentre il primo consente immagini 3D dettagliate. Inoltre, poiché i laser mantengono un'alta definizione a distanze maggiori rispetto ai radar, possono essere utilizzati insieme agli scanner di segnali radio per informazioni più approfondite.
Infine, i sensori LiDAR di livello industriale, come quelli utilizzati in astronomia, diventano grandi come un'auto, ma quelli destinati a distanze più brevi possono essere molto più piccoli. Per questo motivo, i possibili usi variano ampiamente.
Usi LiDAR su larga scala
LiDAR è stato utilizzato principalmente per applicazioni su larga scala come l'industria, il governo e la scienza per decenni.
1. Esplorazione dello spazio
Fin dalla sua invenzione, LiDAR è stato destinato alla mappatura 3D. Durante la spedizione dell'Apollo 15 nel 1971, gli astronauti usarono sensori LiDAR per mappare la superficie della Luna.
La stessa tecnologia è ancora in uso al giorno d'oggi. L'elicottero Ingenuity inviato dalla NASA su Marte si affida agli scanner LiDAR per operazioni semi-autonome, specialmente durante il decollo e l'atterraggio. Poiché le informazioni impiegano sette minuti per viaggiare dalla Terra a Marte e i comandi per essere rispediti al Pianeta Rosso, l'Ingenuity deve lanciarsi e attraccare da solo.
2. Studi sul mare profondo
LiDAR ha anche più applicazioni terrestri. Ad esempio, le navi scientifiche utilizzano scanner LiDAR nei loro scafi per creare versioni 3D del fondale marino.
Ciò consente una migliore comprensione del fondale oceanico e può essere utilizzato per mappare le catene montuose sottomarine e altre caratteristiche del fondale marino. I veicoli subacquei (con o senza equipaggio) possono utilizzare LiDAR per una scansione ancora più dettagliata dell'ambiente circostante.
3. Ecologia
Per quanto riguarda l'uso scientifico, i sensori LiDAR possono essere utilizzati anche per misurazioni ambientali. Uno dei primi usi, negli anni '60, era misurare le nuvole naturali e inquinanti negli spazi urbani.
Oltre a ciò, i LiDAR incorporati in aeroplani o satelliti vengono utilizzati anche per mappare le chiome, consentendo la supervisione della deforestazione. Il rimboschimento può anche essere misurato confrontando la crescita degli alberi in un'area specifica durante un determinato periodo di tempo.
4. Topografia e geologia
Prima che i sensori LiDAR diventassero ampiamente disponibili per usi industriali, venivano create mappe di elevazione combinando foto regolari e dati radar. Un aeroplano sorvolerebbe l'area da mappare, con una telecamera che scatta foto in volo e un radar che emette segnali radio.
Ciò ha richiesto un approccio in due fasi: i log del radar dovevano essere sincronizzati con i timestamp delle foto dopo l'atterraggio dell'aereo, rendendo l'operazione dispendiosa in termini di tempo. Utilizzando gli scanner LiDAR, la mappatura 3D viene eseguita al volo e le foto vengono utilizzate come ulteriore livello di dettaglio.
Poiché diversi terreni assorbono il laser in modi distinti, questo approccio può essere utilizzato anche per studiare la composizione del terreno. Per i geologi, ciò significa che l'ennesima fase della ricerca diventa molto più veloce poiché i sensori LiDAR effettuano parzialmente lo studio in loco.
5. Trasporti e traffico
Anche l'ideazione e il funzionamento dei sistemi di traffico diventano più facili con l'uso di sensori LiDAR. È interessante notare che LiDAR ha molte applicazioni nei trasporti, come la misurazione di un numero preciso di veicoli che utilizzano un determinato percorso, quindi è possibile sviluppare una migliore pianificazione per quella strada.
La sorveglianza del traffico ha anche usi per gli scanner LiDAR. Quelli fissi vengono utilizzati per il monitoraggio delle condizioni stradali in tempo reale, mentre quelli mobili possono essere installati come autovelox ad alte prestazioni. Questi funzionano meglio delle trappole basate su radar in quanto possono rilevare la targa del veicolo incriminato durante la scansione.
Usi LiDAR di consumo
Da quando Apple ha incluso LiDAR nella sua linea iPad Pro 2020, molti dispositivi elettronici hanno iniziato a integrare LiDAR. Mentre finora nessun altro marchio utilizza LiDAR nei suoi telefoni o tablet, i produttori di Android tendono a preferirlo Sensori del tempo di volo (ToF).—molti dispositivi elettronici che usiamo quotidianamente hanno LiDAR.
1. Robot aspirapolvere
Mentre i robot aspirapolvere entry-level si affidano esclusivamente ai sensori di prossimità e alla memorizzazione delle distanze per svolgere il proprio lavoro, il migliori robot aspirapolvere avere un sacco di altra tecnologia. I sensori LiDAR sono uno di quelli.
Per questo tipo di dispositivo, LiDAR consente una precisa mappatura dell'ambiente. Con queste informazioni, non cercherà di risucchiare quel pezzo LEGO smarrito da terra e può essere più consapevole dei piccoli spazi tra i mobili per una migliore pulizia.
2. Auto a guida autonoma
I sensori di prossimità sui veicoli non sono una novità: ci aiutano da decenni a evitare piccole situazioni di parcheggio. Tuttavia, le auto a guida autonoma necessitano di tecnologia avanzata per evitare gravi incidenti.
Per questo motivo, LiDAR è una parte cruciale dei sistemi di sicurezza nella maggior parte dei veicoli autonomi. Consente di ottenere informazioni dettagliate ea lungo raggio in tempo reale sui dintorni dell'auto, inclusi edifici, altri veicoli e, cosa più importante, persone.
Un'eccezione degna di nota è Tesla, che utilizza sensori LiDAR sui suoi prototipi per mettere a punto il suo sistema di guida autonoma. I veicoli che vendono hanno solo telecamere per prevenire una collisione. Tuttavia, Il pilota automatico di Tesla non è noto per la sua sicurezza esemplare.
3. Architettura e Interior Design
Ci sono molti App abilitate LiDAR per iPhone e iPad, tra cui alcuni per l'architettura e la decorazione. Ma i professionisti potrebbero richiedere strumenti più avanzati per l'attività.
Sensori LiDAR dedicati consentono ad architetti e interior designer di creare mappe 3D precise di spazi interni ed esterni. Usandoli, risparmiano tempo nelle misurazioni e possono sviluppare meglio soluzioni per i loro clienti.
Gli scanner LiDAR per l'architettura si integrano anche con i software di modellazione 3D utilizzati dai professionisti per creare edifici e mobili. Avendo tutti i dati insieme, possono garantire che un progetto appaia, nella vita reale, il più simile possibile ai mockup digitali.
C'è molto di più in LiDAR che solo Apple
Apple merita un certo merito per aver portato una tecnologia utile come LiDAR nelle mani dei suoi utenti. Ma la storia di LiDAR non è iniziata a Cupertino; né finirà qui.
La maggior parte di noi si affida quotidianamente ai sensori LiDAR, per il pendolarismo, la pulizia della casa, persino per l'edificio in cui viviamo, e potrebbe anche non saperlo. Bene, ora lo fai.