Como fazer veículos autônomos enxergarem carros pretos

Os carros pretos são menos visíveis para os sensores dos carros sem motorista, o que tem causado acidentes.
[Imagem: Suk Jekal et al. - 10.1021/acsami.4c00470]

Tinta preta para maior visibilidade

Dirigir à noite pode ser assustador para um motorista novato, mas algumas horas de prática eliminarão qualquer vestígio de medo. Para os carros autônomos, no entanto, a prática não é uma solução porque os sensores LiDAR (radares de luz), que servem como "olhos" desses veículos, têm dificuldades intrínsecas em detectar objetos de cores escuras, e a noite só faz piorar as coisas.

Suk Jekal e colegas da Universidade Nacional Hanbat, na Coreia do Sul, acreditam ter a solução: Uma tinta preta extremamente reflexiva à luz emitida pelos radares de luz, facilitando sua visão dos objetos muito escuros.

A solução é muito mais barata do que tentar otimizar a melhoria dos aparelhos LiDAR - que a indústria e a academia vêm tentando fazer há tempos sem grandes sucessos -, além de ajudar os carros que já estão rodando sem que eles precisem de nenhuma atualização tecnológica.

O funcionamento de um LiDAR é similar à ecolocalização, com a diferença de que ele usa pulsos curtos de luz infravermelha próxima, em vez de ondas sonoras. Os pulsos de luz refletem nos objetos e voltam para o sensor, permitindo que o sistema mapeie o ambiente 3D em que se encontra. O problema é que superfícies pintadas de preto absorvem a maior parte da luz infravermelha próxima, de modo que os sinais nunca retornam na intensidade esperada.

Hoje, isso exige o uso de outros sensores ou de software para preencher as lacunas de informação, mas essas soluções não têm conseguido evitar acidentes em algumas situações, incluindo a tão comum presença de carros pretos na via.

Material mais preto já fabricado não reflete quase nada



Processo de fabricação da nova tinta preta altamente reflexiva para os comprimentos de onda dos LiDAR.
[Imagem: Suk Jekal et al. - 10.1021/acsami.4c00470]

Tinta preta altamente reflexiva

Em vez de reinventar os sensores LiDAR, a equipe trabalhou para tornar os objetos escuros mais fáceis de detectar com a tecnologia atual, desenvolvendo uma formulação especial de tinta preta altamente reflexiva para os comprimentos de onda dos radares de luz.

A formulação usa partículas de dióxido de titânio (TiO2) lixiviadas com ácido fluorídrico, o que gera partículas ocas altamente reflexivas, mas brancas. Depois de reduzido com borohidreto de sódio, o material se torna preto, sendo então misturado com verniz, permitindo que ele seja aplicado na forma de uma tinta.

A equipe testou a nova tinta usando dois tipos de sensores LiDAR disponíveis comercialmente, um baseado em espelho e um sensor giratório de 360 graus, e comparando os resultados com os mesmos equipamentos tentando visualizar objetos pintados com uma tinta preta comum. Os dois sensores reconheceram facilmente os objetos pintados com a tinta especialmente formulada à base de TiO2, mas não detectaram os objetos pintados com a tinta tradicional.

"[Nossa tinta] fornece excelente espalhabilidade, durabilidade e estabilidade térmica em aplicações práticas de tinta em comparação com materiais do tipo esfera devido à maior área de contato com a superfície aplicada, tornando-o adequado para uso como pigmento preto inorgânico detectável por LiDAR em ambientes autônomos," escreveu a equipe.

Bibliografia:
Artigo: Designing Novel LiDAR-Detectable Plate-Type Materials: Synthesis, Chemistry, and Practical Application for Autonomous Working Environment
Autores: Suk Jekal, Zambaga Otgonbayar, Jungchul Noh, Minki Sa, Jiwon Kim, Chan-Gyo Kim, Yeon-Ryong Chu, Ha-Yeong Kim, Seulki Song, Hyuntae Choi, Won-Chun Oh, Chang-Min Yoon
Revista: Applied Materials & Interfaces
Vol.: 16, 15, 19121-19136
DOI: 10.1021/acsami.4c00470

Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=como-fazer-veiculos-autonomos-enxergarem-carros-pretos&id=010160240503