Da asporto chiave
- I ricercatori hanno escogitato un sistema di navigazione alternativo che utilizza la meccanica quantistica invece del GPS.
- I sistemi GPS possono essere bloccati o non disponibili.
- Alcune auto a guida autonoma possono navigare utilizzando segnali visivi di telecamere, radar e lidar correlati alle informazioni sulla mappa.
Presto potresti non aver bisogno del GPS per orientarti.
I sistemi di posizionamento globale (GPS) sono diventati onnipresenti in tutto, dai telefoni alle automobili. Ma i ricercatori hanno escogitato un nuovo metodo che utilizza la meccanica quantistica per tenere traccia delle direzioni invece della rete satellitare.
"C'è sempre la possibilità che il GPS non sia disponibile", ha detto a Lifewire lo scienziato dei Sandia National Laboratories Peter Schwindt in un'intervista via e-mail. "Forse ci si trova in un'area in cui non è possibile ricevere il GPS, ad esempio in un canyon urbano o in un tunnel. Inoltre, il GPS si blocca facilmente. Pertanto, se le applicazioni non possono tollerare il rischio di indisponibilità del GPS, è necessaria un' alternativa."
Lavorare con l'incertezza
Schwindt e i suoi colleghi hanno recentemente descritto il dispositivo quantistico in un articolo pubblicato su AVS Quantum Science. È un gadget a forma di avocado con pareti in metallo titanio e finestre in zaffiro che contiene una nuvola di atomi alle giuste condizioni per misurazioni di navigazione precise.
Il pacchetto sottovuoto andrebbe in un interferometro atomico, accelerometro o giroscopio. Tre accelerometri ad alta precisione e tre giroscopi formano un'unità di misura inerziale, che misura piccoli cambiamenti di direzione.
"La tecnologia dell'interferometro atomico ha il potenziale per essere un sensore inerziale di altissima precisione che potrebbe consentire la navigazione per ore senza aggiornamenti esterni se la precisione in laboratorio può essere tradotta in un dispositivo pratico", ha affermato Schwindt.
Ci sono due modi principali per navigare senza GPS, ha detto Schwindt. Il metodo più comune consiste nell'utilizzare altri segnali esterni per ottenere informazioni sulla posizione, come i segnali dei telefoni cellulari. L' altro consiste nell'utilizzare sensori inerziali, che misurano l'accelerazione e la rotazione (ad esempio, un'auto o un aereo) senza la necessità di segnali esterni. Le misurazioni inerziali vengono continuamente elaborate per fornire un aggiornamento continuo della posizione, dell'orientamento e della velocità della piattaforma.
I robot hanno bisogno di mappe migliori
Le compagnie automobilistiche autonome stanno facendo passi da gigante nella ricerca di modi in cui i loro veicoli possano navigare senza GPS. Queste auto autonome utilizzano segnali visivi di telecamere, radar e lidar correlati alle informazioni sulle mappe, ha dichiarato a Lifewire John Fischer, vicepresidente della ricerca e sviluppo avanzati presso la società di navigazione Orolia, in un'intervista via e-mail.
"Proprio come non hai bisogno del GPS per guidare nel tuo quartiere - hai le mappe e i segnali visivi memorizzati nel tuo cervello - i sistemi di navigazione autonomi ora hanno enormi database di mappe e viste stradali a cui fare riferimento", ha aggiunto. "Aggiungi a questo un sistema di navigazione inerziale, che utilizza giroscopi e accelerometri per misurare il movimento relativo, e avrai una buona navigazione."
Sandia National Laboratories
Per coloro che non s alteranno su una Tesla, il GPS stesso dovrebbe essere aggiornato. Una nuova generazione di satelliti in orbita terrestre bassa (LEO) già nello spazio ha segnali fino a 1.000 volte più forti sulla superficie terrestre e può essere utilizzata come alternativa al GPS.
Inoltre, la relativamente nuova rete cellulare 5G offrirà servizi basati sulla posizione (LBS) che si avvicineranno alla precisione GPS, ha affermato Fischer.
Un modo in cui gli utenti potrebbero trarre vantaggio dalle alternative al GPS è una maggiore sicurezza, ha detto a Lifewire l'esperta di sicurezza informatica Magda Chelly.
"Sono preoccupata per l'applicazione GPS e la possibilità di alterare l'integrità dei dati o modificare le coordinate GPS reali di un'auto o di qualsiasi altro dispositivo", ha aggiunto. "Stiamo assistendo a migliaia di applicazioni mobili che forniscono servizi basati sulle coordinate GPS. Tuttavia, ciò che preoccupa è che le coordinate GPS possono essere falsificate se l'applicazione non utilizza la giusta sicurezza."
Anche se stai usando il GPS, ci sono modi per migliorare l'esperienza. Le auto a guida autonoma possono essere potenziate con la tecnologia di orientamento, come una mappa HD che combina sensori lidar e ottici, ha detto a Lifewire Tatiana Vyunova, manager della società di mappatura HERE Technologies.
La tecnologia dell'interferometro Atom ha il potenziale per essere un sensore inerziale ad altissima precisione che potrebbe consentire la navigazione per ore senza aggiornamenti esterni…
Mercedes-Benz, ad esempio, utilizza Here's HD Live Maps su alcune delle sue auto, consentendo agli utenti di "vedere oltre" il GPS e la gamma di sensori di bordo.
"Ulteriori fonti di localizzazione e posizionamento forniscono ai sistemi livelli aggiuntivi di sicurezza, protezione e ridondanza", ha affermato Vyunova. "Le cause comuni includono il GPS jamming, lo spoofing o gli errori di segnale nei canyon urbani."
