新的共振器和電極，能放在手指上的大小。共振器幾乎是完全對稱的，由幾乎純玻璃制成。這使得它可以長時間地振動，就像葡萄酒杯的鈴聲一樣
密歇根大學(University of Michigan)開發(fā)的小型、廉價且高度精確的陀螺儀，可以幫助無人機和自動駕駛汽車在沒有GPS信號的情況下保持在軌道上。
“我們的陀螺儀比一般手機上的陀螺儀精確一萬倍，但卻只貴了十倍。這個陀螺儀比性能相似的大型陀螺儀便宜1000倍。”
哈利勒·納杰菲(Khalil Najafi)說。他是密歇根大學斯倫貝謝工程學院的教授，同時也是電氣工程和計算機科學學院的教授。
大多數(shù)智能手機都裝有陀螺儀，可以檢測屏幕的方向，并幫助判斷我們面對的方向，但它們的準確性很差。這就是為什么手機在導航時經常錯誤地指示用戶所面對的方向。
這對街上或方向盤后面的人來說并不重要，但無人駕駛汽車一旦失去GPS信號，可能很快就會迷路。在它們的備用導航系統(tǒng)中，自動駕駛汽車目前使用的高性能陀螺儀更大，也更貴。
“高性能陀螺儀是一個瓶頸，而且是已經存在了很長時間的瓶頸。這種陀螺儀可以通過在大多數(shù)自動駕駛車輛中使用高精度和低成本的慣性導航來消除這一瓶頸?！?/p>
電子工程和計算機科學助理研究員Jae Yoong Cho說。
更好的備用導航設備也可以幫助士兵在GPS信號被干擾的地區(qū)找到路?；蛘咴谝粋€更普通的場景中，精確的室內導航可以加快倉庫機器人的速度。
能夠在沒有持續(xù)的定向信號的情況下進行導航的裝置稱為慣性測量單元。它由三個加速度計和三個陀螺儀組成，每個陀螺儀代表空間中的一個軸。但是，一個好的慣性測量單元（IMU）是非常昂貴的，以至于它已經超出了可承受的范圍，即使是對像自動駕駛汽車這樣昂貴的設備。
制造這個便宜的小型陀螺儀的關鍵是一個幾乎對稱的機械共振器。它看起來像一個用葡萄酒杯搭成的圓環(huán)狀蛋糕模具，一厘米寬。與葡萄酒杯一樣，當玻璃被敲擊時產生的振動鈴聲的持續(xù)時間取決于玻璃的質量——但這并不是一個美學特征，這個鈴聲是陀螺儀功能的關鍵。整個裝置使用放置在玻璃共振器周圍的電極來推動和拉動玻璃，使其發(fā)出聲響并保持運轉。
“基本上，玻璃共振器以某種模式振動。如果你突然旋轉它，振動模式就會想要保持原來的方向。因此，通過監(jiān)測振動模式，可以直接測量轉速和角度，”
Sajal Singh說，他是電氣和計算機工程專業(yè)的一名博士，參與了制造過程的開發(fā)。
振動運動動作通過玻璃顯示了陀螺儀在空間中旋轉的速度和幅度有多大。
打開新陀螺儀的真空包裝，露出里面的共振器。共振器幾乎是完全對稱的，由幾乎純玻璃制成。這使得它可以長時間地振動，就像葡萄酒杯的鈴聲一樣
為了使它們的共振器盡可能完美，納杰菲的團隊從一種近乎完美的純玻璃開始，這種玻璃被稱為熔融石英，厚度約為四分之一毫米。他們用噴燈加熱玻璃，然后把它用磨具做成圓環(huán)狀——因為它也像一個倒放的水盆，所以被稱為“水盆”共振器。
然后，他們在玻璃外殼上添加一層金屬涂層，并在其周圍放置電極，用以啟動和測量玻璃的振動。整件東西都被包裹在一個真空的包裝里，大約有一枚郵票那么大，半厘米高，可以防止空氣對振動的快速衰減。
這篇論文，“來自5.2M-Q和1 cm精密外殼積分(PSI)陀螺儀的0.00016度/√hr角隨機游走(ARW)和0.0014度/hr偏差不穩(wěn)定性(BI)”，計劃在3月25日(現(xiàn)在虛擬的)第7屆IEEE慣性傳感器與系統(tǒng)國際研討會上發(fā)表。
這項研究得到了美國國防高級研究計劃局（DARPA）的支持。
Cho和Najafi是一家創(chuàng)業(yè)公司Enertia Microsystems公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，該公司的技術是從U-M公司獲得許可的。
