How do self-driving cars “see”? - Sajan Saini

Çeviri: Saliha Karatepeli Gözden geçirme: Figen Ergürbüz

It’s late, pitch dark, and a self-driving car winds down a narrow country road.

Geç vakitte, zifiri karanlıkta, sürücüsüz bir araç dar taşra yolunda yavaşlıyor.

Suddenly, three hazards appear at the same time.

Aniden, üç tehlike aynı anda ortaya çıkıyor.

What happens next?

Şimdi ne olacak?

Before it can navigate this onslaught of obstacles,

Engellerin saldırısını yönlendirmeden önce

the car has to detect them—

araba onları tespit etmeli.

gleaning enough information about their size, shape, and position,

Boyutları, şekilleri ve konumlarıyla ilgili yeterli bilgi toplamalı

so that its control algorithms can plot the safest course.

böylece kontrol algoritmaları en güvenli rotayı belirleyebilir.

With no human at the wheel,

Direksiyonda sürücü yokken

the car needs smart eyes, sensors that’ll resolve these details—

bu detayları çözmek için araba sensör ve akıllı gözlere ihtiyaç duyar.

no matter the environment, weather, or how dark it is—

Çevre, hava ya da ne kadar karanlık olduğu fark etmeksizin

all in a split-second.

hepsi anında.

That’s a tall order, but there’s a solution that partners two things:

Bu uzun bir sıralama ama iki şeyi birleştiren bir çözümü var:

a special kind of laser-based probe called LIDAR,

LIDAR adında lazer temelli özel bir tür algılayıcı,

and a miniature version of the communications technology

bir de bilişim ve iletişim teknolojisinin minyatür bir versiyonu,

that keeps the internet humming, called integrated photonics.

internette de çok konuşulan entegre fotonik.

To understand LIDAR, it helps to start with a related technology— radar.

LIDAR'ı anlamak için benzer bir teknoloji olan radarla başlamak yardımcı olabilir.

In aviation,

Havacılıkta,

radar antennas launch pulses of radio or microwaves at planes

radar antenleri uçaklara radyo ya da mikrodalga atımları göndererek

to learn their locations by timing how long the beams take to bounce back.

ışınların geri dönme sürelerinden yerlerini öğrenmeye çalışır.

That’s a limited way of seeing, though,

Fakat bu kısıtlı bir görüştür

because the large beam-size can’t visualize fine details.

çünkü geniş ışın boyutları detayları görselleştiremez.

In contrast, a self-driving car’s LIDAR system,

Açılımı, Işık Tespiti ve Uzaklık Tayini olan

which stands for Light Detection and Ranging,

sürücüsüz bir arabanın LIDAR sistemi,

uses a narrow invisible infrared laser.

aksine görünmeyen dar bir kızılötesi lazer kullanıyor.

It can image features as small as the button on a pedestrian’s shirt

Caddenin karşısındaki bir yayanın gömleğinin düğmesi gibi

across the street.

küçük özellikleri görüntüleyebilir.

But how do we determine the shape, or depth, of these features?

Peki bu özelliklerin derinlik ve şekillerini nasıl belirleriz?

LIDAR fires a train of super-short laser pulses to give depth resolution.

LIDAR, derinlik çözümleri vermek için çok kısa lazer atımları gönderiyor.

Take the moose on the country road.

Taşra yolundaki geyiği ele alalım.

As the car drives by, one LIDAR pulse scatters off the base of its antlers,

Araba yanından geçerken bir LIDAR atımı, diğeri geri dönmeden önce

while the next may travel to the tip of one antler before bouncing back.

öteki boynuz ucuna ulaşırken boynuzların kökünden yayılıyor.

Measuring how much longer the second pulse takes to return

İkinci atımın geri dönmesinin ne kadar sürdüğünü ölçüp

provides data about the antler’s shape.

boynuzun şekli hakkında bilgi veriyor.

With a lot of short pulses, a LIDAR system quickly renders a detailed profile.

Bir sürü kısa atımla LIDAR sistemi hızlıca detaylı bir profil çıkarıyor.

The most obvious way to create a pulse of light is to switch a laser on and off.

Bir ışık atımı oluşturmanın en bariz yolu lazeri açıp kapatmaktır.

But this makes a laser unstable and affects the precise timing of its pulses,

Fakat bu lazeri dengesizleştiriyor ve derinlik çözümlemesini kısıtlayan,

which limits depth resolution.

atımın belirli zamanlamasını etkiliyor.

Better to leave it on,

Açık bırakıp periyodik olarak ışığı hızlıca ve güvenlice engelleyecek

and use something else to periodically block the light reliably and rapidly.

bir şey kullanmak daha iyi bir seçenek.

That’s where integrated photonics come in.

İşte burada entegre fotonik devreye giriyor.

The digital data of the internet

İnternetin dijital verisi

is carried by precision-timed pulses of light,

bazıları yüz pikosaniye kadar kısa olan

some as short as a hundred picoseconds.

hassas zamanlı ışık atımlarıyla taşınıyor.

One way to create these pulses is with a Mach-Zehnder modulator.

Bu atımları oluşturmanın bir yolu Mach- Zehnder düzenleyicisi kullanmak.

This device takes advantage of a particular wave property,

Bu cihaz, parazit olarak adlandırılan

called interference.

belirli bir dalga özelliğinden faydalanıyor.

Imagine dropping pebbles into a pond:

Çakıl taşlarını bir gölete attığınızı düşünün:

as the ripples spread and overlap, a pattern forms.

Dalgalanma yayılıp üst üste bindikçe bir örüntü oluşur.

In some places, wave peaks add up to become very large;

Bazı yerlerde, dalga tepe noktaları çok fazla büyür;

in other places, they completely cancel out.

diğer yerlerde ise tamamen sıfırlanırlar.

The Mach-Zehnder modulator does something similar.

Mazh-Zehnder düzenleyicisi benzer bir şey yapıyor.

It splits waves of light along two parallel arms and eventually rejoins them.

Işık dalgalarını iki paralel kola bölüyor ve sonunda tekrar birleştiriyor.

If the light is slowed down and delayed in one arm,

Eğer ışık bir kolda yavaşlar ve gecikirse,

the waves recombine out of sync and cancel, blocking the light.

dalga senkronizasyonu bozuluyor ve ışığı engelleyerek sıfırlanıyor.

By toggling this delay in one arm,

Bu gecikmeyi bir kolda değiştirerek

the modulator acts like an on/off switch, emitting pulses of light.

düzenleyici bir açma / kapama düğmesi gibi hareket eder ve ışık atımı yayar.

A light pulse lasting a hundred picoseconds

Yüz pikosaniye süren bir ışık atımı

leads to a depth resolution of a few centimeters,

birkaç santimetrelik bir derinlik çözümlemesi sağlıyor

but tomorrow’s cars will need to see better than that.

ama yarının arabalarının bundan daha iyi görmesi gerekiyor.

By pairing the modulator with a super- sensitive, fast-acting light detector,

Düzenleyiciye süper-hassas, hızlı-hareketli

the resolution can be refined to a millimeter.

bir ışık algılayıcı eklenirse çözümleme bir milimetreye çıkarılabilir.

That’s more than a hundred times better

Bu, caddenin karşısındaki 20/20 görüşüyle yapabileceklerimizden

than what we can make out with 20/20 vision, from across a street.

yüz kat daha iyi.

The first generation of automobile LIDAR has relied on complex spinning assemblies

İlk nesil otomobil LIDAR'ı, tavandan ya da kaportadan itibaren tarayabilen

that scan from rooftops or hoods.

karmaşık dönüş düzeneklerine dayanıyordu.

With integrated photonics,

Entegre fotonik ile birlikte,

modulators and detectors are being shrunk to less than a tenth of a millimeter,

düzenleyiciler ve algılayıcılar onda bir milimetreden daha az bir değere küçülüyor

and packed into tiny chips that’ll one day fit inside a car’s lights.

ve bir gün arabanın ışıklarına sığacak küçük çiplere sıkıştırılıyor.

These chips will also include a clever variation on the modulator

Bu çipler ayrıca düzenleyiciye, hareket eden parçalarda

to help do away with moving parts and scan at rapid speeds.

ve ani hızlarda taramaya yardım etmek için akıllıca bir değişiklik de içerecek

By slowing the light in a modulator arm only a tiny bit,

Düzenleyici kolundaki ışığı çok az yavaşlatarak,

this additional device will act more like a dimmer than an on/off switch.

bu ek cihaz açma/kapama düğmesinden ziyade azaltıcı olarak çalışacak.

If an array of many such arms, each with a tiny controlled delay,

Her biri kontrollü küçük gecikmeli birçok kol

is stacked in parallel, something novel can be designed:

paralel olarak sıralanırsa yeni bir şey tasarlanabilir;

a steerable laser beam.

yönlendirilebilir bir lazer ışını.

From their new vantage,

Bu akıllı gözler,

these smart eyes will probe and see more thoroughly

yeni görüş açılarından doğanın hayal edebileceğinden

than anything nature could’ve imagined—

daha çok inceleyecek, ayrıntılı görecek

and help navigate any number of obstacles.

ve sayısız engeli yönlendirmeye yardımcı olacaklar.

All without anyone breaking a sweat—

Yolunu şaşırmış bir geyik dışında,

except for maybe one disoriented moose.

hiç kimse bir damla ter dökmeden.