Gli incidenti stradali sono responsabili di circa un milione di morti ogni anno a livello globale. Tra le tante cause, guida di notte, quando la vista è più limitata, porta a incidenti con tassi di mortalità più elevati rispetto agli incidenti diurni. Perciò, migliorare la visibilità durante la guida notturna è fondamentale per ridurre il numero di incidenti stradali mortali.

Un raggio abbagliante adattivo (ADB) può aiutare in una certa misura. Questa avanzata tecnologia di assistenza alla guida per i fari dei veicoli può regolare automaticamente la visibilità del conducente in base alla velocità dell'auto e all'ambiente del traffico. I sistemi ADB che esistono in commercio sono un netto miglioramento rispetto ai fari controllati manualmente, ma soffrono di una limitata controllabilità. Considerando che i modulatori di luce spaziale, come pixel a cristalli liquidi o microspecchi digitali, può alleviare questo problema, sono spesso costosi da implementare e portano a perdite di calore dovute alla potenza della luce inutilizzata.

In un recente studio pubblicato su Journal of Optical Microsystems , ricercatori dal Giappone hanno escogitato un'alternativa ai sistemi ADB convenzionali:uno scanner ottico per sistemi microelettromeccanici (MEMS) che si basa sull'effetto piezoelettrico delle vibrazioni meccaniche indotte elettricamente. Questo design consiste in un sottile film di ossido di piombo-zirconato-titanato (o PZT), che induce vibrazioni meccaniche nello scanner in sincronizzazione con un diodo laser. Lo scanner ottico dirige spazialmente il raggio laser per formare luce strutturata sulla lastra di fosforo, dove viene convertito in una luce bianca brillante. L'intensità della luce è, a sua volta, modulato dal controller ADB in base al traffico, angolo del volante, e velocità di crociera del veicolo. Hiroshi Toshiyoshi, ricercatore dell'Università di Tokyo, uno degli autori dell'articolo, spiega, "L'unicità di questa configurazione è che il raggio laser viene convertito in luce bianca ad alta efficienza, che riduce il riscaldamento del sistema ADB."

I ricercatori hanno progettato lo scanner ottico su un singolo chip costituito da un wafer di silicio su isolante legato con lo strato PZT cresciuto su di esso e laminato con metallo per formare attuatori piezoelettrici. Hanno organizzato gli attuatori come sospensioni per consentire deviazioni orizzontali e verticali ad ampio angolo dello scanner. Questo, a sua volta, ha consentito la scansione bidimensionale del fascio di luce. Ulteriore, hanno progettato le modalità in modo che non reagiscano al rumore a bassa frequenza, come da altri veicoli. Il loro sistema ADB tiene conto anche delle variazioni di temperatura. Finalmente, hanno montato il modulo su un veicolo e ne hanno valutato le prestazioni per la guida effettiva.

I ricercatori hanno scoperto che l'ADB con uno scanner MEMS ha fornito al conducente una migliore visibilità, soprattutto quando si tratta di vedere i pedoni. Potrebbe anche ridurre l'abbagliamento dei veicoli in arrivo e riconfigurare l'area di illuminazione in base alla velocità di crociera del veicolo.

Sebbene questa tecnologia faccia sicuramente avanzare la tecnologia di assistenza alla guida, ha anche altre potenziali applicazioni nel rilevamento della luce e nel telemetro, nonché collegamenti di comunicazione ottica tra veicoli, il che significa che in futuro il sistema potrebbe trovare impiego nella tecnologia di guida autonoma di sistemi di traffico intelligenti, facendoci un altro passo verso una guida senza rischi.