En un mundo donde los conductores y peatones se comunican mediante contacto visual y gestos, surge la pregunta de cómo se comunicarán los vehículos autónomos en el futuro. Los investigadores del proyecto MaMeK están abordando este desafío mediante el desarrollo de sistemas de proyección para la comunicación hombre-máquina.
En colaboración con el Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión IOF en Jena, Norbert Danz y su equipo están explorando diferentes enfoques tecnológicos, como proyecciones directamente en el vehículo y proyecciones holográficas en el suelo.
Hasta ahora, los conductores y peatones han utilizado el contacto visual y pequeños gestos para comunicarse en las interacciones en la vía pública. Sin embargo, con la llegada de los vehículos autónomos, se hace necesaria una nueva forma de interacción que sea clara y comprensible para todas las partes involucradas. Es en este contexto que el proyecto MaMeK está investigando soluciones innovadoras basadas en proyecciones holográficas y tecnología láser para facilitar la comunicación entre vehículos y peatones.
Un escenario planteado por los investigadores del Instituto Fraunhofer IOF involucra a un ciclista que no está seguro si un automóvil se detendrá o no para dejarlo pasar. En esta situación, una proyección brillante aparece frente al vehículo, indicando que ha detectado la presencia del ciclista y está esperando que pase. Esta es solo una muestra de cómo los coches autónomos y los seres humanos podrían comunicarse en las calles del futuro.
“Muchos coches ya cuentan con sistemas de proyección de símbolos basados en LED que proyectan imágenes en el suelo cuando el conductor sale del vehículo. Pero aún no son lo suficientemente brillantes para las condiciones de luz del día y las imágenes que producen son estáticas, por lo que no son adecuadas para permitir que los coches autónomos se comuniquen con su entorno”, explica Norbert Danz.
Por tanto, el desafío principal al que se enfrentan los investigadores es lograr proyecciones lo suficientemente brillantes como para ser visibles incluso en condiciones de luz solar intensa. Los sistemas actuales de proyección basados en LED no cumplen con este requisito y sus imágenes son estáticas, lo cual no es adecuado para habilitar la comunicación de los vehículos autónomos con su entorno. Para superar este desafío, el equipo de investigadores del IOF ha desarrollado un proyector microdinámico ultra brillante que utiliza tecnología láser de vanguardia.
El sistema de proyección desarrollado consta de cuatro diodos láser que iluminan un generador de imágenes conocido como modulador espacial de luz (SLM, por sus siglas en inglés). Este distribuye la luz de manera que forme una imagen particular en la carretera. Para lograr el nivel adecuado de brillo y asegurar que el área de proyección sea lo más grande posible, el sistema genera cuatro subimágenes que luego se fusionan en una sola
Esto se logra distribuyendo la imagen entre múltiples diodos láser y ensanchando cada imagen individual utilizando microtelescopios ópticos. Además, la dirección de proyección se determina mediante una matriz de microprismas, lo que permite lograr un área de proyección de 100 x 30 centímetros a una distancia de menos de 50 centímetros.
Un aspecto destacado del sistema desarrollado por el IOF es su tamaño compacto. Con dimensiones de tan solo 7 x 7 x 5 centímetros, este sistema puede integrarse fácilmente en el umbral de cualquier automóvil. Al instalar múltiples proyectores, es posible mostrar pictogramas en la carretera alrededor de todo el vehículo. Además, su arquitectura modular abre la posibilidad de representar elementos dinámicos.
Sin embargo, lo que realmente distingue a este sistema es su nivel de brillo de alrededor de 10.000 lux (dependiendo de la imagen), lo que permite que los ciclistas y peatones puedan ver las proyecciones en la vía incluso en un día soleado.
El proyecto MaMeK se encuentra en la etapa de integración del sistema en un vehículo de demostración, que se conectará a sensores adecuados de un vehículo (altamente) semiautónomo. Los investigadores del Fraunhofer estarán presentando un modelo de demostración del microproyector en la feria LASER World of PHOTONICS en Munich, del 27 al 30 de junio de 2023.
Imagen de portada: © Fraunhofer IOF
