Большинство современных смартфонов оснащены гироскопами для определения ориентации экрана, но их точность оставляет желать лучшего. Поэтому они иногда ошибаются, пытаясь понять, куда смотрит пользователь, когда запрашивает помощь навигатора.
Если такое случается с человеком, ничего страшного, но беспилотный аппарат легко может потеряться без сигнала GPS. Поэтому в запасных навигационных системах у них имеются сейчас высокопроизводительные гироскопы. Проблема в том, что они занимают много места и стоят очень дорого.
Инженеры из Университета штата Мичиган считают, что их разработка позволит обойти это затруднение и объединить в одном устройстве высокую точность и доступную цену. Технология пригодится и беспилотным дронам, и робомобилям, и домашним роботам, и солдатам или спасателям, находящимся в зонах, где сигнал GPS доходит с помехами, пишет Futurity.
«Наш гироскоп в 10 000 раз более точный, но всего в десять раз более дорогой, чем гироскопы, которые применяются в обычных мобильных телефонах, — сказал профессор Халил Наяфи, руководитель исследования. — Он в тысячу раз дешевле, чем намного более крупные гироскопы с аналогичной производительностью».
Устройство измерения инерции состоит из трех акселерометров и трех гироскопов, расположенных на каждой из осей. Ориентация в пространстве происходит без постоянного сигнала. А для того чтобы определить направление движения, прибор представляет из себя почти симметричный механический резонатор, вокруг которого расположены электроды. Их стараниями резонатор вибрирует, и характер звука позволяет измерить скорость и угол вращения в пространстве.
Для того чтобы резонатор был максимально эффективным, ученые изготовили его из чистого кварцевого стекла толщиной в четверть миллиметра, добавили металлическое покрытие и разместили электроды, запускающие и измеряющие вибрацию. Все это заключено в вакуумную оболочку размером примерно с почтовую марку и высотой около пяти мм. Она мешает воздуху быстро заглушать звук.
Гироскоп в 500 раз меньше обычных волоконно-оптических был создан в лаборатории Калтеха. Несмотря на свои размеры, прототип в 30 раз чувствительнее к фазовым сдвигам.
