Gece araç kullanmak, yeni bir sürücü için ürkütücü bir zorluk olabilir; ancak saatler süren pratikle kısa sürede ikinci bir doğa haline gelir. Oysa otonom araçlar için pratik yeterli olmayabilir; çünkü bu araçların sıklıkla “gözleri” olarak görev yapan lidar sensörleri, koyu renkli nesneleri algılamakta zorlanır. ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayımlanan bir araştırma, bu araçların koyu renkli nesneleri görebilmesine yardımcı olabilecek ve otonom sürüşü daha güvenli hale getirebilecek, yüksek yansıtıcılığa sahip siyah bir boyayı tanımlamaktadır.
Lidar, “light detection and ranging” (ışık algılama ve menzil belirleme) ifadesinin kısaltmasıdır ve jeolojik haritalamadan otonom araçlara kadar pek çok uygulamada kullanılan bir sistemdir. Sistem, yankı ile konum belirlemeye benzer şekilde çalışır; ancak ses dalgaları yerine, yakın kızılötesi ışığın çok küçük darbelerini yayar. Bu ışık darbeleri nesnelere çarparak sensöre geri döner ve sistemin bulunduğu ortamın üç boyutlu haritasını çıkarmasını sağlar. Ancak siyah boyalı yüzeylerde olduğu gibi, nesnelerin yansıttığından daha fazla yakın kızılötesi ışığı absorbe etmesi durumunda lidar yetersiz kalır.
Lidar bu koyu renkli nesneleri tek başına algılayamadığından, yaygın çözümlerden biri sistemin bilgi boşluklarını doldurmak için diğer sensörlere veya yazılımlara dayanmasıdır. Ancak bu yaklaşım da bazı durumlarda kazalara yol açabilir. Bu nedenle Chang-Min Yoon ve çalışma arkadaşları, lidar sensörlerini yeniden icat etmek yerine, özel olarak formüle edilmiş, yüksek yansıtıcılığa sahip siyah bir boya geliştirerek koyu renkli nesnelerin mevcut teknolojiyle daha kolay algılanmasını hedefledi.
Yeni boyayı üretmek için ekip, öncelikle küçük cam parçacıkları üzerinde ince bir titanyum dioksit (TiO₂) tabakası oluşturdu. Daha sonra cam, hidroflorik asitle aşındırılarak geride boşluklu, beyaz ve yüksek yansıtıcılığa sahip bir TiO₂ tabakası bırakıldı. Bu yapı, sodyum borohidrit ile indirgenerek yansıtıcı özelliklerini koruyan siyah bir malzemeye dönüştürüldü. Bu malzeme vernikle karıştırıldığında boya olarak uygulanabilir hale geldi.
Ekip daha sonra yeni boyayı, ticari olarak temin edilebilen iki farklı lidar sensörü türüyle test etti: ayna tabanlı bir sensör ve 360 derece dönebilen bir sensör. Karşılaştırma amacıyla, geleneksel karbon siyahı bazlı bir boya da değerlendirildi. Her iki sensör de özel olarak formüle edilmiş, TiO₂ bazlı boyayı kolaylıkla algılarken, geleneksel boyayı aynı şekilde tespit edemedi.
Araştırmacılar, yüksek yansıtıcılığa sahip bu malzemenin, mevcut lidar teknolojisiyle donatılmış otonom araçlar için koyu renkli nesneleri daha görünür hale getirerek yollardaki güvenliği artırabileceğini belirtiyor.
