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多元素PT对称遥测传感系统市场前景广阔

2021-05-27 11:092330工业品商城
       法律法规可以出台,技术问题也可以一个个解决,但产品做出来如果没有人买单还是没有办法落地。这就需要从成本着手,成本控制是产品能否实现大规模量产的一个非常重要的因素。
       最近,高阶PT对称性在量子和光学系统中得到了研究,这表明由夹在增益/损耗点之间的中性元素构成的光学PT三聚体可以具有三阶特殊节点。在这些系统中,特征值分岔的水平随着中性元数目的增加而增加。为了实现超灵敏的光学PT传感器,有时需要在增益/损耗点之间设置一个大的中性光学元件阵列。
然而,在这项工作中,由陈和El Gangay领导的研究小组表明,形成遥测传感系统的简单的RF电子Pt三聚体足以实现目标,达到最大的分叉效应。这是因为DEP(发散的特殊节点)的出现为分岔效应提供了一个巨大的倍增因子,而在PT对称的光学或量子系统中,这种结果没有相似之处。
陈说,“我们提出的技术将通过利用DEP周围显著的分岔效应显著提高微传感器的灵敏度,”在操作过程中,微传感器阻抗的任何微小变化(作为目标特性的函数)都可能导致测量的反向散射光谱中共振频率的大幅偏移。”
他说:“简言之,我们将本德1998年在量子力学中首次提出的PT对称性概念转化为RF遥测传感系统,将遥测电路布置成PT对称非厄米哈密顿量的量子模拟,启发我们找出DEP对提高无线微传感器灵敏度起关键作用的条件。” 
  特别是谈到L3+自动驾驶,不免要提到多重冗余问题。L3+自动驾驶在部分场景中,需要将控制权部分甚至全部移交给系统,这就意味着必须要具备包括感知冗余、通讯冗余、供电冗余、转向以及制动冗余等多重冗余,以保证其中一个系统失效的时候,自动驾驶汽车依旧可以安全行驶,提高安全性和可靠性,这无疑会进一步加重成本负担。
  在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上发表的研究报告中,芝加哥伊利诺伊大学的陈教授和密歇根理工大学的拉米·艾尔·加纳尼教授领导的一个研究小组对不同特殊节点附近的铂对称性断裂进行了实验观察,并与中佛罗里达大学克理奥尔分校的Demetrios Christodoulides教授合作,从理论上介绍并实验证明了一种新型的PT对称射频电子和遥测系统,它结合了EPs和发散点(这是另一种与复函数极点相关的数学奇点)。 
  以硬件为例,据中国电动汽车百人会发布的自动驾驶应用场景与商业化路径(2020)报告显示,现阶段自动驾驶硬件成本约在5万美元/车,到2025年这部分成本才有望降至5000美元,届时作为自动驾驶硬件成本高的核心部件激光雷达和计算平台,在大规模使用后价格都有望下降。如激光雷达, Velodyne的64线激光雷达此前售价在8万美元/颗,2017年谷歌自研激光雷达后,成功将相关产品价格降至7500美元/颗,未来由机械式转向固态激光雷达量产后,成本有望进一步下降至数百美元一台。
       研究人员最近发现,锁定在特殊节点(EP)的无线系统可以在实际应用中增强无源无线传感器的灵敏度。 
  除了硬件成本外,企业的研发投入也是一个不可忽视的巨大成本。以Robo-taxi领头羊Waymo为例,该公司每年在研发费用、车队支出及运营成本上就需要花费10亿美元。但是目前,这项技术并不能为Waymo带来多少收益,至少在未来几年都会如此。
   芝加哥伊利诺伊大学(University of Illinois at Chicago)电子与计算机工程系副教授陈沛妍(Pai Yen Chen)解释说:“发散的特殊节点EPs通常在具有PT对称性的两态开放系统中观测到,导致泰勒级数展开变得奇异、无法收敛。” 
  由于现阶段Robo-taxi仍需花费高昂的改造及维保等费用,据麦肯锡预测,未来随着Robo-taxi每千米成本不断下降,与传统出租车成本相比大约要到2025至2027年之间才会达到拐点。这背后的驱动因素是,未来人力成本的进一步升高,与此同时自动驾驶系统改造成本逐渐降低,才使得出租车驾驶员人力成本与自动驾驶改造成本的天平逐渐被打破,预计2025年左右Robo-taxi取消安全员并规模化部署后,其成本优势将进一步凸显,带来出行服务的颠覆。
  如果复杂电子系统在平衡的、空间分离的增益和损耗下工作,它们可以满足奇偶时间(PT)对称性。从数学上讲,这些系统可以用“非厄米有效哈密顿量”来描述。这样的系统的一个特性是,可以存在某些条件EPs(称为特殊节点),即系统的参数空间中的分支节点奇点,其中两个或多个特征值及其对应的特征向量在该节点处合并并退化。
  这意味着,自动驾驶市场前景虽然很好,但是离真正落地还有很长的路要走。不过,随着配套法律法规的日渐完善,产品和技术趋于成熟,商业化难度自然会随之下降,届时自动驾驶的大规模应用也将指日可待。
 
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