تقنية جديدة بديلة عن الكاميرات ... تعرفوا إليها

طور فريق بحثي تقنية جديدة تتبع وتصور في الوقت الحقيقي، مشاهد ثلاثية الأبعاد للأجسام، حيث يمكن أن تصبح يوما ما بديلة عن تكنولوجيا الاستشعار عن بعد ”الليدار“، والكاميرات في التقنيات المستقلة التشغيل.

وتشمل تطبيقاتها المستقبلية التصنيع الأتوماتيكي والتصوير الطبي الحيوي.

وذكر موقع ”Graphene Info لخدمات سوق الجرافين، اليوم الإثنين، إن نظام التصوير الجديد يتكون من تركيبة متعمقة من رقائق الجرافين النانوية وخوارزميات التعلم الآلي، حيث يعتمد على أجهزة مستشعر الضوء الشفاف العالي الحساسية للجرافين.

وقال ديهوي تشانغ الباحث المشارك في الدراسة: “ إن نظامنا يمكن أن يقدم فرصا رائعة في كل من العلوم والتكنولوجيا، حيث يجمع بين كفاءة القوة الحاسوبية في الأجهزة الصلبة، وسرعة التتبع السريع، مع تكلفة أقل مقارنة مع العديد من الحلول الأخرى“.

ويمتص المستشعر الضوئي حوالي 10٪ فقط من الضوء الذي يتعرض له للجرافين مما يجعله شفافا تقريبا.

وأوضح الفريق البحثي من قسم الهندسة الكهربائية والحاسوب في جامعة ميشيغان الأمريكية ”UM“، أن الجرافين حساس جدًا للضوء، فإن هذا يكفي لتوليد الصور باستخدام الخوارزميات الحاسوبية ”التصوير الحاسوبي“.

وصمم الباحثون المستشعر الضوئي مكدسا في مصفوفات خلف بعضها البعض، يؤدي إلى نظام مضغوط، حيث تركز كل طبقة على مستوى بؤري مختلف، ما يتيح التصوير ثلاثي الأبعاد.

كما يمكن للمستشعر تتبع الحركة في الوقت الحقيقي، حيث درّب الباحثون خوارزميات التعلم العميق في نظام التصوير، للبحث عن أشياء محددة في المشهد بأكمله، مثل: ”أحد المشاة في حركة المرور، أو جسم يتحرك على الطريق السريع“.

وقال تيد نوريس، المؤلف الرئيسي في المشروع: ”يستغرق تدريب الخوارزمية وقتًا ولكن بمجرد أن يتم ذلك، فعندما ترى الكاميرا مشهدًا معينًا، فإنها تستجيب في جزء من الثانية“.

ويختلف نوع الخوارزميات التي طورها الفريق البحثي عن خوارزميات معالجة الإشارات التقليدية والتي تستخدم في تصوير الفحص الطبي مثل الأشعة السينية والتصوير بالرنين المغناطيسي.

وأظهرت التجارب نجاح نظام التصوير في تتبع شعاع ضوئي، وخنفساء حقيقية، مع تكدس لمصفوفات مستشعر الضوء قياسها 16 بكسل.

وأثبت الباحثون أن تقنيتهم قابلة للتطوير إلى أكثر من 4000 بكسل، لاستخدامها في التطبيقات العملية.

ولا يتطلب الجرافين إضاءة صناعية وهو صديق للبيئة.

وقال نوريس ”الجرافين هو الآن ما كان عليه السيليكون في عام 1960، حيث يمكن تحفز تقنيتا هذا النوع من الاستثمار للتسويق التجاري“.

وقال الباحثون ”سيشكل بناء البنية التحتية اللازمة للتصنيع نظام التصوير تحديا للإنتاج بالجملة، ولكنه يستحق ذلك.