8 usos para sensores LiDAR além de iPhones e iPads

A maioria das pessoas tem alguma compreensão de como os scanners de radar funcionam. Usados ​​na navegação há décadas, esses sensores enviam sinais de rádio em todas as direções e medem quanto tempo demora para serem refletidos, permitindo assim a detecção de objetos próximos.

LiDAR significa "Light Detection And Ranging" e é semelhante ao radar, mas usa lasers. Esse tipo de sensor ficou mais conhecido entre os clientes quando a Apple começou a incluí-lo em seus aparelhos.

Evolução do LiDAR: dos laboratórios aos dispositivos da Apple

Os sensores LiDAR já eram usados ​​muito antes de os produtos da Apple os apresentarem. A tecnologia foi criada na década de 1960 e foi um dos primeiros usos para feixes de laser.

LiDAR e radar funcionam de forma semelhante, mas o último é um tanto básico e melhor para posicionamento, enquanto o primeiro permite imagens 3D detalhadas. Além disso, como os lasers mantêm alta definição em alcances mais longos do que o radar, eles podem ser usados ​​junto com scanners de sinal de rádio para obter informações mais detalhadas.

Por fim, os sensores LiDAR de nível industrial – como os usados ​​em astronomia – ficam tão grandes quanto um carro, mas os destinados a alcances mais curtos podem ser bem menores. Por causa disso, os usos possíveis variam muito.

Usos de LiDAR em grande escala

O LiDAR foi usado principalmente para aplicações de grande escala, como indústria, governo e ciência, por décadas.

1. Exploração espacial

Desde a sua invenção, o LiDAR destina-se ao mapeamento 3D. Durante a expedição Apollo 15 em 1971, os astronautas usaram sensores LiDAR para mapear a superfície da Lua.

A mesma tecnologia ainda está em uso hoje em dia. O helicóptero Ingenuity enviado pela NASA para Marte conta com scanners LiDAR para operação semi-autônoma, especialmente durante a decolagem e aterrissagem. Como leva sete minutos para que as informações viajem da Terra a Marte e os comandos sejam enviados de volta ao Planeta Vermelho, o Ingenuity precisa ser lançado e atracado por conta própria.

2. Estudos do Mar Profundo

O LiDAR também tem mais aplicações terrestres. Por exemplo, navios científicos usam scanners LiDAR em seus cascos para criar versões 3D do fundo do mar.

Isso permite uma melhor compreensão do fundo do oceano e pode ser usado para mapear cadeias de montanhas subaquáticas e outras características do fundo do mar. Veículos subaquáticos (tripulados ou não) podem usar o LiDAR para uma varredura ainda mais detalhada de seus arredores.

3. Ecologia

No que diz respeito ao uso científico, os sensores LiDAR também podem ser usados ​​para medições ambientais. Um dos primeiros usos, ainda na década de 1960, foi a medição de nuvens naturais e de poluição em espaços urbanos.

Além disso, LiDARs embarcados em aviões ou satélites também são implantados para mapear copas, permitindo o monitoramento do desmatamento. O reflorestamento também pode ser medido comparando o crescimento das árvores em uma área específica durante um determinado período de tempo.

4. Topografia e Geologia

Antes que os sensores LiDAR se tornassem amplamente disponíveis para uso industrial, os mapas de elevação eram criados combinando fotos regulares e dados de radar. Um avião sobrevoaria a área a ser mapeada, com uma câmera tirando fotos aéreas e um radar emitindo sinais de rádio.

Isso exigia uma abordagem em duas etapas: os registros do radar precisavam ser sincronizados com os carimbos de data e hora das fotos após o pouso do avião, tornando a tarefa demorada. Usando scanners LiDAR, o mapeamento 3D é feito – trocadilho intencional – na hora, e as fotos são usadas como uma camada adicional de detalhes.

Como diferentes solos absorvem o laser de maneiras distintas, essa abordagem também pode ser usada para estudar a composição do solo. Para os geólogos, isso significa que mais uma etapa da pesquisa se torna muito mais rápida, já que os sensores LiDAR fazem parte do estudo in loco.

5. Transporte e Tráfego

A concepção e operação de sistemas de tráfego também se tornam mais fáceis com o uso de sensores LiDAR. Curiosamente, o LiDAR tem muitas aplicações no transporte, como medir um número preciso de veículos que usam um determinado caminho, para que um melhor planejamento possa ser desenvolvido para essa estrada.

A vigilância de tráfego também tem usos para scanners LiDAR. Os fixos são usados ​​para monitorar as condições da estrada em tempo real, enquanto os móveis podem ser instalados como radares de velocidade de alto desempenho. Eles funcionam melhor do que as armadilhas baseadas em radar, pois podem detectar a placa do veículo infrator durante a varredura.

Usos do consumidor LiDAR

Desde que a Apple incluiu o LiDAR em sua linha iPad Pro 2020, muitos eletrônicos começaram a integrar o LiDAR. Embora nenhuma outra marca use LiDAR em seus telefones ou tablets até agora, os fabricantes de Android tendem a preferir Sensores de tempo de voo (ToF)– muitos eletrônicos que usamos diariamente têm LiDAR.

1. Aspiradores Robôs

Embora os aspiradores robóticos básicos dependam apenas de sensores de proximidade e da memorização de distâncias para realizar seu trabalho, o melhores aspiradores de robôs tem muitas outras tecnologias. Os sensores LiDAR são um deles.

Para este tipo de dispositivo, o LiDAR permite um mapeamento preciso do ambiente. Com essa informação, ele não tentará sugar aquela peça de Lego perdida do chão e poderá ficar mais atento a pequenos vãos entre os móveis para melhor limpeza.

2. Carros autônomos

Sensores de proximidade em veículos não são novidade: há décadas eles nos ajudam a evitar pequenas situações de estacionamento. No entanto, os carros autônomos precisam de tecnologia avançada para evitar acidentes graves.

Por causa disso, o LiDAR é uma parte crucial dos sistemas de segurança na maioria dos veículos autônomos. Ele permite informações detalhadas e de longo alcance em tempo real sobre os arredores do carro, incluindo edifícios, outros veículos e, mais importante, pessoas.

Uma exceção notável é a Tesla, que usa sensores LiDAR em seus protótipos para ajustar seu sistema de direção autônoma. Os veículos que eles vendem só têm câmeras para evitar uma colisão. No entanto, O piloto automático da Tesla não é conhecido por sua segurança exemplar.

3. Arquitetura e design de interiores

Existem muitos Aplicativos habilitados para LiDAR para iPhone e iPad, inclusive alguns para arquitetura e decoração. Mas os profissionais podem exigir ferramentas mais avançadas para a tarefa.

Sensores LiDAR dedicados permitem que arquitetos e designers de interiores criem mapas 3D precisos de espaços internos e externos. Com eles, eles economizam tempo nas medições e podem desenvolver melhor soluções para seus clientes.

Os scanners LiDAR para arquitetura também se integram ao software de modelagem 3D usado por profissionais para criar edifícios e móveis. Ao reunir todos os dados, eles podem garantir que um projeto pareça, na vida real, o mais semelhante possível às maquetes digitais.

Há muito mais no LiDAR do que apenas a Apple

A Apple merece algum crédito por trazer uma tecnologia tão útil quanto o LiDAR para as mãos de seus usuários. Mas a história do LiDAR não começou em Cupertino; nem terminará aí.

A maioria de nós depende de sensores LiDAR diariamente - para deslocamento, limpeza doméstica, até mesmo para o prédio em que moramos - e pode nem saber disso. Bem, agora você sabe.