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今天的汽車內部結構非常智慧，配備了數十臺計算機，可以即時監控和調整機械和電氣系統。然而，前燈仍然相當“笨”。在過去的一個世紀裡，它們的光源已經從乙炔燈和油燈發展到鎢絲燈，再到 LED 燈，但除了少數豪華車上配備的先進前燈外，它們只是照亮前方的一切。
這種侷限性有時會造成問題，因為不加區分的照明會反射暴風雪和雨水的光線，併為迎面而來的駕駛員造成眩光，即使在乾燥的天氣中也是如此。所謂的自適應前燈即將進入市場，在精選的奧迪、寶馬、梅賽德斯和其他一些昂貴的車輛上配備，具有自動調光器、在車輛轉彎時重新定向前燈的馬達，或改變光束模式以避免照射到其他駕駛員眼睛的照明陣列。不幸的是，即使是這些智慧前燈系統通常也只具備這些功能中的一種。
卡內基梅隆大學機器人研究所的研究人員正試圖突破這些界限，開發一種可程式設計前燈，透過動態適應更廣泛的駕駛條件來提高駕駛員的可見度。該團隊在研究所的照明與成像實驗室工作，正在開發一種前燈系統，該系統可以避免照亮惡劣天氣中的雨滴或雪花，即使在使用遠光燈時也能減少眩光，比相鄰車道更明亮地照亮駕駛車道，併為道路上的障礙物提供早期視覺警告。
他們的智慧前燈是一個迴圈系統，可以持續讀取、評估和響應駕駛條件。前燈攝像頭感應並捕捉車輛前方的影像，然後由計算機處理器進行分析。它使用這些資訊來控制前燈的空間光調製器，並將來自前燈的單束光分成一百萬束更小的光束，每束光束都可以根據需要開啟或關閉。
早期版本的卡內基梅隆系統試圖透過預測雨滴或雪花的運動和速度，並將前燈照射到它們之間的空間來提高暴風雨中的能見度。2012 年的那個概念驗證系統使用數碼相機每八毫秒捕捉一次單個雨滴或雪花的運動，然後應用計算機演算法來預測每一點降水在幾毫秒後的位置。然後，它停用原本會照亮其預測位置中的雨滴或雪花的光束。
研究人員由副教授斯里尼瓦薩·納拉辛漢領導，聲稱當汽車以每小時 30 公里的速度行駛時，他們的系統將距離光源四米遠的雨水的可見度降低了約 70%。該原型同樣降低了雪花的可見度，雪花下落速度較慢，往往比雨滴大，降低了 60%。
該系統的一個版本大約有一個小腳櫃那麼大——大約是原始尺寸的一半——響應時間不到 1.5 毫秒，這種速度更適合高速公路駕駛。該系統使用吸盤安裝在汽車引擎蓋上，儘管最新的原型足夠小，可以安裝在卡車前燈艙中，自該系統誕生以來就幫助開發該系統的機器人研究所專案科學家羅伯特·坦布羅說。
可程式設計前燈還透過檢測迎面而來的車輛並停用 направленные towards 其他駕駛員的光線來解決眩光問題。這使前燈能夠在持續遠光燈設定下工作。坦布羅和他的同事正在研究一種方法，根據 GPS 資料調整前燈以照亮前方的道路，本質上是提供一條清晰照明的路徑，也照亮特定的路線。關鍵是增加駕駛員車道上的前燈強度，使其比相鄰車道更亮。該系統的攝像頭還可以跟蹤和聚光照明障礙物——例如，一頭跳躍的鹿——以高達每小時 80 公里的速度在距離前燈前方最多五米的地方穿行。
這種多功能前燈距離在大多數車輛上廣泛應用還有數年時間，但這在很大程度上與汽車公司願意為開發和實施底層技術而進行的投資有關，哥倫比亞大學傅氏基金工程與應用科學學院計算機視覺實驗室主任Shree Nayar 說。他補充說，一旦下定決心將可程式設計前燈變為現實，“這裡沒有任何構成根本技術障礙的東西。”