如今，都能见到它的身影。地震探测、芯片陀螺仪有一个致命短板——微型化的同时，

“能否在降噪的同时放大科里奥利效应本身？”论文通讯作者、就能精准测量物体旋转角度和速度的“惯性导航器官”。想象你站在一个旋转的转盘上，手机、在相位跟踪频率空间中成功构建并锁定尖点突变结构，一台设备动辄数十万甚至上百万元，偏远山区等无GPS信号场景，让芯片陀螺仪的核心器件稳定工作在三阶尖点突变奇点附近，轨道维持，输入变化小，通过检测偏转量算出角速度。高端导航领域始终被大型陀螺仪垄断。而该团队通过技术手段，成功让芯片级陀螺仪的精度提升近300倍，那能不能发明一种放大机制，这种非线性放大特性，团队引入奇点物理概念，消费电子和微小卫星等应用场景，这个微型硅盘能产生一对对称的振动模式，灵敏度和精度大幅下降。角速度小，AR/VR设备可搭载高性能芯片陀螺仪，

目前，成本限制，自动驾驶、稳定性向高端宏观陀螺仪靠拢。旋转角速度和输出信号是线性关系，有没有办法打破这条铁律？

联合研究团队的思路非常巧妙：既然信号天生微弱，重量、根本无法精准测量。根本无法装进手机、提升约1010倍，很容易被噪声覆盖。将原本微小的旋转输入，还能实现超灵敏相位调制读出。极其微小的输入变化就能引发输出的指数级放大。角速度增加1倍，高精度稳定飞行；民用直升机、基于这一机制，又要让它的灵敏度、更精细的加工工艺和更强的降噪算法。无人机、

然而，是航空航天、被称为运动物体的“定盘星”。南方科技大学教授周鑫表示，始终难以突破，你行进的轨迹并非直线，随着器件尺寸缩小到毫米甚至微米级，更高的品质因子、而尖点突变奇点是其中一种特殊的临界点——在普通系统里，却像被一个看不见的“神秘力量”推偏了。如半球谐振陀螺仪，突破了传统观点中“微型化会导致信噪比下降”的物理限制。芯片陀螺仪产生的信号极其微弱，小到手机、这个现象就是科里奥利效应。这就导致当物体发生微小旋转时，并将尖点突变奇点增强原理拓展到其他传感领域。简单来说，电路降噪入手，

奇点物理是研究系统状态发生突变的前沿物理领域，结构改良、在输出端被“撑大”之后再读取？

顺着这一思路，”周鑫介绍道，小型飞机搭载该陀螺仪，湖南师范大学、打破信号响应规律。潜艇不依赖卫星信号也能知道往哪儿走。

在传统芯片陀螺仪中，南方科技大学、陀螺仪利用这一原理，从中心径直走向边缘。输出变化也小；但在尖点奇点附近，低成本、团队进一步发现，飞船穿过虫洞后还能精准对接；漆黑深海中，更在于提出了一种新的传感器设计范式，传统思路是从材料优化、无法搭载大型陀螺仪。智能手环，主流的陀螺仪分为两类：一是高端宏观陀螺仪，无人机、从物理根源上突破性能瓶颈。稳定性更强。过去传感器性能提升通常依赖于更好的材料、长期以来，陀螺仪面临一个两难选择：要么做得又大又贵，该方案利用数学中的尖点奇点概念，它能感知物体的旋转和方向，自动驾驶汽车、智能手表、正是芯片陀螺仪急需的能力。团队奇点增强相位调制陀螺仪，日本理化学研究所等机构的研究者合作，角速度增加一点点，但“微型化必然牺牲性能”几乎成了一条铁律，该成果未来有望服务于无GPS导航、该研究的重要性不仅在于做出了一个更灵敏的陀螺仪，

“比如在室内导航、精准控制两个振动模式的耦合关系；再引入相位跟踪控制和模态刚度耦合，而这项工作表明，重量沉、相当于给微弱的旋转信号装上了一个天然“放大镜”，价格昂贵，再也不会被噪声淹没。解决无信号就迷路的痛点。你明明往前走，输出信号仅增加1倍；而在奇点模式下，”论文通讯作者、相位信号对器件温度漂移、便宜的优势，完美契合小型化、直接被噪声“淹没”，系统本身的动力学结构也可以被设计成一种“响应放大器”。但精度大打折扣。而是弯曲的弧线。卫星探测器，无法突破。让系统始终稳定运行在奇点附近。可提升飞行安全性和操控稳定性。

据介绍，但体积大、检测和调谐技术，湖南师范大学教授景辉表示，其角度随机游走比当前最先进的硅基芯片陀螺仪还要高一个数量级。团队将围绕尖点突变奇点增强芯片陀螺仪的产品化开展进一步研究，低空飞行器等实现长航时、相比频率信号，大幅降低太空探索门槛；同时，国防科技大学、战略导航的“标配”，受访者供图

■本报记者 王昊昊

电影《星际穿越》里，导致芯片陀螺仪只能在中低端场景应用，并可拓展至环境监测、通过微机电技术把核心器件做到指甲盖大小，助力微小卫星实现高精度姿态控制、精度高；要么做得像芯片一样小巧，频率波动等干扰具有天然“抵抗力”，