به نقل از «ایسنا»

«لیدار کوانتومی» از اعماق تاریک دریا عکس می‌گیرد

تاریخ انتشار: ۱۷ اردیبهشت ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۶۹۶۴۳۴

یک فناوری جدید کوانتومی می‌تواند به مدل‌سازی و تصویربرداری از مکان‌های صعب‌العبور مانند خطوط لوله زیر آب و تاسیسات واقع در اعماق دریا کمک کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، پژوهشگران دانشگاه هریوت-وات(Heriot-Watt) و دانشگاه ادینبرو(Edinburgh) در یک پیشرفت قابل توجه صنعتی، یک سیستم لیدار(LIDAR) را توسعه داده‌اند که از فناوری تشخیص کوانتومی برای به دست آوردن تصاویر سه بعدی در لحظه در حالی که کاملاً در زیر آب غوطه‌ور است، استفاده می‌کند و می‌تواند اطلاعات سه بعدی و جزئی را حتی در شرایط بسیار کم‌نور زیر آب ثبت کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

لیدار یا لایدار یکی از فناوری‌های سنجش از راه دور است که با تاباندن لیزر به هدف و تجزیه و تحلیل نور بازتاب‌شده، فاصله را اندازه می‌گیرد. لیدار مشابه رادار است که بعضی اوقات نیز رادار لیزری نامیده می‌شود. اختلاف اصلی لیدار و رادار، طول موج‌های تابشی مورد استفاده است. رادار از طول موج‌هایی در ناحیه رادیویی استفاده می‌کند در حالی که لیدار طول موج‌های لیزری را به کار می‌برد.

روش متداول برای تعیین فاصله تا یک جسم یا سطح، مانند فناوری رادار که از امواج رادیویی استفاده می‌کند و فاصله تا جسم با اندازه‌گیری اختلاف زمانی بین ارسال پالس و دریافت پالس بازتابی تعیین می‌کند، استفاده از پالس‌های لیزر است. فناوری لیدار در زمین‌سنجی ، ژئوماتیک، زمین‌شناسی، زمین ریخت شناسی، لرزه سنجی، جنگل‌داری، ارزیابی فاصله دور و فیزیک هواشناسی کاربرد دارد.

غوطه‌ور کردن سیستم‌های لیدار در آب کار آسانی نیست، زیرا آب می‌تواند نور را محدود و ذرات را پراکنده کند و این، گرفتن تصاویر واضح را دشوار می‌کند. با این حال، تشخیص تک فوتون که یک تکنیک مبتنی بر کوانتوم است، اجازه نفوذ بسیار بالا را می‌دهد و حتی در شرایط نور کم نیز کار می‌کند.

پژوهشگران در آزمایش‌های اخیر خود که در مجله Optics Express توضیح داده شده است، یک سیستم لیدار تک فوتونی را در یک مخزن بزرگ آب قرار دادند تا یک تصویر سه‌بعدی در لحظه از صحنه مورد نظر آنها ایجاد کنند. این فناوری به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا صحنه را حتی در شرایط نور کم تصویر کنند که یک مزیت قابل توجه برای کاربردهای زیر آب است.

این سیستم لیدار جدید از یک منبع لیزر پالسی سبز برای روشن کردن صحنه مورد نظر استفاده می‌کند و مجموعه‌ای از آشکارسازهای تک فوتونی نور منعکس شده را تشخیص می‌دهند که امکان تشخیص فوق سریع در شرایط نور کم را فراهم می‌کند و زمان اندازه‌گیری را در محیط‌های کم‌فوتون مانند آب تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

پژوهشگران با اندازه‌گیری زمان رفت و برگشت نور با زمان‌بندی پیکوثانیه می‌توانند به طور معمول جزئیات میلی‌متری اهداف موجود در صحنه را تصویر کنند.

این رویکرد همچنین به آنها اجازه می‌دهد فوتون‌های منعکس‌شده توسط هدف را از فوتون‌های منعکس‌شده توسط ذرات در آب تشخیص دهند و به ویژه برای انجام تصویربرداری سه‌بعدی در آب‌های بسیار کدر که پراکندگی نوری می‌تواند کنتراست(تضاد) و وضوح تصویر را از بین ببرد، مناسب است.

کاربردهای لیدار کوانتومی

این واقعیت که این رویکرد به هزاران آشکارساز تک فوتونی نیاز دارد که همگی صدها رویداد در ثانیه تولید می‌کنند، بازیابی و پردازش داده‌های لازم برای بازسازی تصویر سه‌بعدی در زمان کوتاه، به ‌ویژه برای کاربردهای زنده و در لحظه را بسیار چالش‌برانگیز می‌کند. با این حال، این گروه پژوهشی الگوریتم‌هایی را به طور خاص برای تصویربرداری در شرایط پراکندگی بالا توسعه داده و آنها را در ارتباط با سخت افزار واحد پردازش گرافیکی(GPU) استفاده کرده است.

آرورا ماکارون، پژوهشگر دانشگاه هریوت-وات، کاربردهای بالقوه این فناوری را این گونه توضیح می‌دهد: این فناوری می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مفید باشد. به عنوان مثال می‌توان از آن برای بازرسی تاسیسات زیر آب، مانند کابل‌های مزرعه بادی زیر آب و ساختار توربین‌ها زیر آب استفاده کرد. لیدار زیر آب همچنین می‌تواند برای نظارت یا بررسی سایت‌های باستان‌شناسی زیر آب و برای کاربردهای امنیتی و دفاعی استفاده شود.

وی در ادامه گفت: هدف این کار این است که فناوری‌های تشخیص کوانتومی را برای کاربردهای زیر آب در دسترس قرار دهد، به این معنی که ما بتوانیم صحنه مورد نظر خود را در شرایط بسیار کم‌نور تصویر کنیم. این فناوری روی استفاده از کابل‌های دریایی و تاسیسات انرژی تاثیر می‌گذارد. این فناوری همچنین می‌تواند امکان نظارت را بدون حضور انسان فراهم کند که به معنای آلودگی کمتر و حضور کمتر تهاجمی در محیط‌های دریایی است.

فناوری جدید این گروه پژوهشی با برخی از پیشرفت‌های مهم در فناوری حاصل شده است. ماکارون می‌گوید: دانشگاه هریوت-وات سابقه‌ای طولانی در توسعه روش‌های تشخیص تک فوتونی و پردازش تصویر داده‌های تک فوتونی دارد که به ما امکان می‌دهد تصویربرداری تک فوتونی پیشرفته را در شرایط بسیار چالش برانگیز ممکن کنیم.

وی افزود: دانشگاه ادینبرو نیز به پیشرفت‌های اساسی در طراحی و ساخت آرایه‌های آشکارساز تک فوتونی دست یافته است که به ما امکان ساخت سیستم‌های تصویربرداری فشرده و قوی بر اساس فناوری‌های تشخیص کوانتومی را می‌دهد.

این سیستم لیدار با استفاده از فناوری تشخیص کوانتومی در تصویربرداری زیر آب که کاربردهای بالقوه زیادی دارد، کاربردهای بالقوه زیادی را نشان داده است. کار این گروه پژوهشی روش جدیدی برای ثبت تصاویر سه بعدی در لحظه در زیر آب فراهم می‌کند و پنجره‌های زیادی را به روی آینده باز می‌کند.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: دانشگاه تهران دانشجويان علوم پزشكي وزارت علوم ماهواره دانشگاه اميركبير موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران ناسا دانشگاه تهران وزارت علوم دانشجويان علوم پزشكي ماهواره تشخیص کوانتومی برای کاربردهای سیستم لیدار سه بعدی زیر آب

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۶۹۶۴۳۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

۴ حوزه فناوری مهم برای ترویج کارآفرینی و دانش بنیان در میان دانشجویان

یکی از فعالان حوزه کارآفرینی "علوم کشاورزی"، "زیست فناوری"، "نانو" و "علوم زیست پزشکی" را از جمله حوزه های مستعد برای توسعه نوآوری و مقوله کارآفرینی و دانش بنیانی در کشور می‌داند که می‌توان در قالب پایان نامه‌های دانشگاهی اقدام به کارآفرینی در قشر دانشجویان کرد.

مهیار رفیعی فعال کارآفرینی کشور در حوزه‌های کشاورزی و زیست فناوری و دارو در گفت‌وگو با ایسنا، گفت: موضوع کارآفرینی و دانش بنیان از مهمترین رویکردهای حال حاضر کشور است که با در نظر گرفتن راهبردی بودن این حوزه، نیاز است تا چنین موضوعاتی مورد توجه سازمان‌های ذیربط و مراکز علمی قرار گیرد.

وی افزود: در حال حاضر دانشجویان آن طور که باید از بحث کارآفرینی و دانش بنیان اطلاعی ندارند و بیشتر آنها از مراحل و روال صحیح ارائه ایده تا دانش بنیان شدن، ناآگاه هستند.

رفیعی یکی از راه حل‌های پیش رو برای گسترش و پیشرفت دانش بنیانی و توسعه کارآفرینی در بین دانشجویان را تشویق آنها به سمت نوآوری و ایده‌های نوآورانه در راستای برطرف کردن نیازهای اساسی کشور دانست و یادآور شد: این امر باید از سوی دانشگاه‌ها و در قالب حمایت از پایان نامه‌ها صورت گیرد.

این فعال حوزه کارآفرینی تاکید کرد: از سوی دیگر برای ترویج کارآفرینی در کشور نیاز است تا ایجاد هسته‌های فناور خلاق و روال صحیح شکل گیری آنها به عنوان یکی از سنجه‌های مهم برای پایش وضعیت دانش بنیانی کشور مورد نظر قرار گیرد. عدم توجه به شکل گیری هسته‌های فناور و عدم حمایت آنها موجب خواهد شد که کسب و کارهای نوپا و استارت‌آپی با موفقیت همراه نباشد.

وی "علوم کشاورزی"، "زیست فناوری"، "نانو" و "علوم زیست پزشکی" را از جمله حوزه‌های مستعد برای توسعه نوآوری و مقوله کارآفرینی و دانش بنیانی در کشور عنوان کرد و یادآور شد: در همین راستا باید تعاملات بین سازمانی بیشتر شود ضمن آنکه به دانشگاه‌ها به عنوان نیروی محرکه تولیدملی و دانش بنیان باید نگاه ویژه صورت گیرد تا شاهد رونق کارآفرینی و دانش بنیان در سطح کشور باشیم ضمن آنکه فعالیت هم راستا و همگام دستگاه‌های ذی‌ربط نیز می‌تواند نقش چشمگیری در اعتلا دانش بنیانی و رونق تولید ملی داشته باشد.

رفیعی تاکید کرد: بطور حتم حمایت از موضوع کارآفرینی و دانش بنیان موجب پیشرفت کشور در اکثر زمینه‌ها، رونق اقتصاد ملی و خودکفایی در تولید محصولات راهبردی می‌شود.

انتهای پیام