Mobil self-driving, dan bahkan mobil yang menggunakan lane assist atau suplemen lainnya, sangat bergantung pada visi komputer dan LIDAR untuk membaca dan memahami apa yang ada di sekitarnya. Mereka sudah lebih baik dalam hal itu daripada manusia, tetapi ada langkah lain, segera datang, yang bisa membuat mereka jauh lebih aman: Bagaimana jika mobil-mobil itu bisa melihat di tikungan?
"Mengatakan bahwa mobil Anda tidak hanya dapat melihat apa yang ada di depannya, tetapi juga dapat melihat apa yang ada di sudut, dan karenanya secara intrinsik jauh lebih aman daripada mobil yang digerakkan manusia, bisa menjadi sangat penting, " kata Daniele Faccio, seorang profesor fisika di Heriot-Watt University di Edinburgh, Skotlandia.
Penelitian terpisah namun saling melengkapi dari University of Wisconsin, MIT dan Heriot-Watt sedang mengatasi masalah ini dan membuat langkah besar. Ini sebagian besar berfokus pada kamera supersensitif superfast yang membaca rebound dari sinar laser yang tersebar, dan merekonstruksi itu menjadi semacam gambar cara LIDAR, radar dan sonar bekerja.
Teknologi ini berguna dalam aplikasi yang jauh melampaui kendaraan otonom. Itu bahkan bukan motivasi utama ketika Andreas Velten mulai mempelajari laser femtosecond (seperempat miliar detik) di University of New Mexico, dan kemudian aplikasi mereka dalam pencitraan di MIT. Sekarang seorang profesor dan asisten ilmuwan di University of Wisconsin, Velten dan labnya telah mengembangkan dan mematenkan kamera yang dapat merekonstruksi gambar 3D dari objek yang terletak di sudut.
Penelitian sebagian besar difokuskan pada kamera super cepat dan super sensitif yang membaca rebound dari sinar laser yang tersebar, dan merekonstruksi itu menjadi gambar. 
Kamera-kamera ini dapat digunakan untuk eksplorasi jarak jauh, terutama di daerah berbahaya — misalnya, untuk melihat penghuni di dalam gedung selama kebakaran rumah. (Courtesy of the Morgridge Institute for Research) 
Mampu mengevaluasi interior bangunan sebelum masuk memiliki manfaat yang jelas. (Courtesy of the Morgridge Institute for Research) 
Laboratorium Velten bekerja menerapkan teknologi untuk melihat melalui kulit (yang juga mencerai-beraikan), sebagai alat diagnostik medis non-invasif. (Courtesy of the Morgridge Institute for Research) 
Kamera yang dapat melihat sudut-sudut memiliki aplikasi industri juga. (Courtesy of the Morgridge Institute for Research) Untuk memahami objek, untuk melihatnya sama sekali, membutuhkan kamera yang dapat melacak perjalanan cahaya. Sebuah laser, yang terletak di atau dekat kamera, menembakkan semburan cahaya pendek. Setiap kali paket-paket itu mengenai sesuatu — katakanlah, sebuah dinding di sisi lain sudut — foton yang membentuk cahaya tersebar ke segala arah. Jika cukup banyak dari mereka memantul ke arah yang cukup berbeda, beberapa akan kembali ke kamera, setelah memantul setidaknya tiga kali.
"Ini sangat mirip dengan data yang LIDAR akan kumpulkan, kecuali bahwa LIDAR akan memunculkan bouncing pertama yang datang dari permukaan langsung dan membuat gambar 3D dari itu. Kami peduli dengan bouncing tatanan lebih tinggi yang datang setelah itu, ”kata Velten. "Setiap pantulan, foton terpecah. Setiap foton membawa sedikit informasi unik tentang pemandangan itu. "
Karena cahaya memantul dari berbagai permukaan pada berbagai waktu, kamera harus dilengkapi untuk mengetahui perbedaannya. Itu melakukannya dengan merekam waktu yang tepat di mana foton mengenai reseptor dan menghitung jalur yang bisa diambil foton. Lakukan ini untuk banyak foton, dan sejumlah sudut laser yang berbeda, dan Anda mendapatkan gambar.
Teknik ini juga membutuhkan sensor yang disebut fotoda longsoran foton tunggal, yang dibangun di atas chip silikon. SPAD, demikian sebutannya, dapat mendaftarkan sejumlah kecil cahaya (foton tunggal) pada satu triliun frame per detik — itu cukup cepat untuk melihat pergerakan cahaya.
"Mereka bekerja seperti penghitung Geiger untuk foton, " kata Velten. “Setiap kali foton menyentuh piksel pada detektor, itu akan mengirimkan impuls dan yang terdaftar oleh komputer. Mereka harus cukup cepat sehingga mereka dapat menghitung setiap foton secara individual. ”
Laboratorium Faccio mengambil sedikit pendekatan yang berbeda, menggunakan beberapa teknologi yang sama. Di mana Velten terbaru telah mampu menunjukkan gambar 3D pada resolusi sekitar 10 sentimeter (dan penurunan ukuran dan biaya dibandingkan generasi sebelumnya), Faccio telah berfokus pada pelacakan gerak. Dia juga menggunakan sensor SPAD, tetapi menyimpan laser stasioner dan mencatat lebih sedikit data, sehingga dia bisa melakukannya lebih cepat. Dia bergerak, tetapi tidak bisa tahu banyak tentang bentuknya.
“Hal yang ideal adalah menggabungkan keduanya, itu akan fantastis. Saya tidak yakin bagaimana melakukan itu sekarang, ”kata Faccio. Keduanya juga perlu bekerja menggunakan daya yang lebih rendah, laser yang aman untuk mata. “Tujuan sebenarnya adalah, dapatkah Anda melihat orang-orang nyata pada jarak 50 meter. Saat itulah hal mulai menjadi berguna. "
Penggunaan potensial lainnya termasuk eksplorasi jarak jauh, terutama di daerah berbahaya — misalnya, untuk melihat penghuni di dalam bangunan selama kebakaran rumah. Ada kepentingan militer juga, kata Faccio; dapat mengevaluasi interior bangunan sebelum masuk memiliki manfaat yang jelas. Laboratorium Velten bekerja menerapkan teknologi untuk melihat melalui kabut (yang juga menyebarkan foton), atau melalui kulit (yang juga menyebarkan), sebagai alat diagnostik medis non-invasif. Dia bahkan berbicara dengan NASA tentang pencitraan gua di bulan.
Dalam hubungannya dengan Jet Propulsion Lab NASA, laboratorium Velten sedang mengembangkan proposal untuk menempatkan satelit, yang berisi versi perangkat berkekuatan tinggi, di orbit di sekitar bulan. Saat melewati kawah-kawah tertentu, ia akan dapat mengetahui apakah mereka memanjang ke samping, ke bagian dalam bulan; gua-gua seperti itu dapat menyediakan tempat berlindung yang baik, suatu hari, untuk pangkalan bulan, kata Velten.
