Uw volgende auto kan Quantum-sensoren hebben in plaats van GPS

Binnenkort heb je misschien geen GPS meer nodig om je weg te vinden.

Global Positioning Systems (GPS) zijn alomtegenwoordig geworden in alles, van telefoons tot auto's. Maar onderzoekers kwamen tevoorschijn met een nieuwe methode die quantummechanica gebruikt om richtingen bij te houden in plaats van het satellietnetwerk.

"Er is altijd een kans dat GPS niet beschikbaar is", wetenschapper van Sandia National Laboratories Peter Schwindt vertelde Lifewire in een e-mailinterview. "Misschien bevindt u zich in een gebied waar u geen GPS kunt ontvangen, zoals in een stedelijke canyon of een tunnel. GPS loopt ook gemakkelijk vast. Dus als de applicaties het risico van onbeschikbaarheid van GPS niet kunnen verdragen, is een alternatief nodig."

Werken met onzekerheid

Schwindt en zijn collega's hebben onlangs het kwantumapparaat beschreven in een krant gepubliceerd in AVS Kwantumwetenschap. Het is een avocado-vormige gadget met titanium metalen wanden en saffieren ramen die een wolk van atomen bevat onder de juiste omstandigheden voor nauwkeurige navigatiemetingen.

Het vacuümpakket zou in een atoominterferometer, versnellingsmeter of gyroscoop gaan. Drie uiterst nauwkeurige versnellingsmeters en drie gyroscopen vormen een traagheidsmeeteenheid, die kleine richtingsveranderingen meet.

"Atom-interferometertechnologie heeft het potentieel om een ​​zeer nauwkeurige traagheidssensor te zijn die navigatie mogelijk zou kunnen maken urenlang zonder externe updates als de precisie in het laboratorium kan worden vertaald in een praktisch apparaat", Schwindt zei.

Er zijn twee manieren om te navigeren zonder GPS, zei Schwindt. De meest gebruikelijke methode is om andere externe signalen te gebruiken om positie-informatie te verkrijgen, zoals signalen van mobiele telefoons. De andere is om traagheidssensoren te gebruiken, die de versnelling en rotatie meten (bijvoorbeeld een auto of vliegtuig) zonder dat externe signalen nodig zijn. Inertiële metingen worden continu verwerkt om een ​​continue update te leveren van de positie, oriëntatie en snelheid van het platform.

Robocars hebben betere kaarten nodig

Autonome autobedrijven boeken vooruitgang bij het vinden van manieren om hun voertuigen te laten navigeren zonder GPS. Deze autonome auto's gebruiken visuele signalen van camera's, radars en lidars die zijn gecorreleerd met kaartinformatie, John Fischer, vice-president van geavanceerd onderzoek en ontwikkeling bij navigatiebedrijf Orolia, vertelde Lifewire in een e-mailinterview.

"Net zoals je geen gps nodig hebt om in je buurt te rijden, heb je de kaarten en visuele aanwijzingen opgeslagen in je brein - autonome navigatiesystemen hebben nu enorme kaartdatabases en straatweergaven om naar te verwijzen," hij toegevoegd. "Voeg hier een traagheidsnavigatiesysteem aan toe - met behulp van gyroscopen en versnellingsmeters om relatieve beweging te meten - en je hebt een goede navigatie."

Voor degenen die niet in een Tesla springen, is GPS zelf toe aan een upgrade. EEN nieuwe generatie satellieten met een lage baan om de aarde (LEO) die al in de ruimte zijn, hebben signalen tot 1000 keer sterker aan het aardoppervlak en kan worden gebruikt als alternatief voor GPS.

Ook zal het relatief nieuwe 5G mobiele netwerk Location Based Services (LBS) aanbieden die de GPS-nauwkeurigheid benaderen, zei Fischer.

Een manier waarop gebruikers kunnen profiteren van alternatieven voor GPS is verbeterde beveiliging, cyberbeveiligingsexpert Magda Chelly vertelde Lifewire.

"Ik maak me zorgen over de GPS-toepassing en het potentieel om de gegevensintegriteit te veranderen of de echte GPS-coördinaten van een auto of een ander apparaat te veranderen", voegde ze eraan toe. "We zien duizenden mobiele applicaties die diensten leveren op basis van GPS-coördinaten. Wat echter zorgwekkend is, is dat de GPS-coördinaten kunnen worden vervalst als de applicatie niet de juiste beveiliging gebruikt."

Zelfs als u GPS gebruikt, zijn er manieren om de ervaring te verbeteren. Zelfrijdende auto's kunnen worden uitgebreid met bewegwijzeringstechnologie, zoals een HD-kaart die lidar en optische sensoren combineert, Tatiana Vyunova, een manager bij kaartenbedrijf HERE Technologies, aan Lifewire.

Mercedes-Benz gebruikt bijvoorbeeld Here's HD Live Maps op sommige van zijn auto's, waardoor gebruikers "verder kunnen kijken dan" GPS en het bereik van sensoren aan boord.

"Extra bronnen voor lokalisatie en positionering bieden systemen extra lagen beveiliging, veiligheid en redundantie," Vyunova zei. "Veelvoorkomende oorzaken zijn GPS-storingen, spoofing of signaalfouten in stedelijke canyons."