ابداع یک فناوری جدید / آنچه پشت هر مانعی است، قابل رویت شد

جان موری - بروس (John Murray-Bruce)، استاد علوم رایانه و مهندسی در دانشگاه فلوریدا جنوبی (USF)، فناوری ابداع کرده است که می‌تواند با استفاده از یک عکس، صحنه‌های مخفی را به صورت سه‌بعدی بازسازی کند. این فناوری این پتانسیل را دارد که آنچه را که در پشت دیوارها، درها یا اتومبیل‌ها وجود دارد، آشکار کند.

الگوریتمی که از سایه‌ها برای تولید مدل‌های سه بعدی استفاده می‌کند

به نقل از آی‌ای، موری - بروس و رابینسون چاکوفسکی (Robinson Czajkowski) دانشجوی دکترای او، الگوریتمی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند از سایه‌های ضعیفی که توسط اجسام روی سطوح مجاور ایجاد می‌شود برای تولید مدل‌های سه بعدی بسیار دقیق و رنگارنگ از نواحی پنهان شده استفاده کند. این فناوری می‌تواند کاربردهای زیادی داشته باشد، از جلوگیری از تصادفات رانندگی گرفته تا کمک به اجرای قانون و عملیات نظامی.

وقتی نور به جسمی برخورد می‌کند، روی سطح پشت آن سایه ایجاد می‌کند. الگوریتم موری - بروس و چاکوفسکی این سایه‌ها را برای ایجاد یک مدل سه بعدی از صحنه پنهان شده تحلیل می‌کند. این فناوری می‌تواند با استفاده از الگوریتم‌های ریاضی پیشرفته، یک صحنه پنهان را در عرض چند دقیقه بازسازی کند.

موری - بروس می‌گوید: ما سطوح معمولی را به آینه تبدیل می‌کنیم تا مناطق، اشیاء و اتاق‌هایی را که خارج از خط دید ما هستند، آشکار کنیم. ما در دنیای سه بعدی زندگی می‌کنیم، بنابراین به دست آوردن یک تصویر سه بعدی کامل‌تر از یک صحنه می‌تواند در چندین موقعیت و کاربرد حیاتی باشد.

تحقیقات آنها که در مجله Nature Communications منتشر شده است، اولین پژوهشی است که با استفاده از یک دوربین دیجیتال معمولی به چنین شاهکاری دست یافته است. تلاش‌های قبلی برای تصویربرداری از صحنه‌های پنهان به تجهیزات گرانقیمت و تخصصی نیاز داشت یا بازسازی‌های دو بعدی با کیفیت پایین انجام می‌داد.

چاکوفسکی می‌گوید: کار ما با تجهیزات بسیار کمتر به نتیجه مشابهی دست می‌یابد. دیگر لازم نیست برای این کار یک میلیون دلار خرج تجهیزات کنید.

کاربردهای بالقوه این فناوری بسیار گسترده است. به عنوان مثال، می‌تواند ایمنی خودروهای خودران را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و به آنها اجازه می‌دهد تا گوشه‌ها را ببینند و موانع احتمالی را قبل از اینکه قابل مشاهده باشند، پیش‌بینی کنند. همچنین می‌تواند در مأموریت‌های جستجو و نجات برای یافتن قربانیان گرفتار در ساختمان‌ها یا سازه‌ها استفاده شود.

سناریوهای مورد استفاده بالقوه

سازمان‌های مجری قانون می‌توانند از این فناوری برای جمع‌آوری اطلاعات مهم در مورد صحنه جرم بدون ایجاد اختلال در شواهد استفاده کنند. این می‌تواند به ویژه در مواردی که صحنه خطرناک است یا دسترسی به آن دشوار است مفید باشد. به عنوان مثال، این فناوری می‌تواند برای بازسازی صحنه تیراندازی یا گروگان‌گیری از فاصله ایمن مورد استفاده قرار گیرد.

این فناوری می‌تواند در صنعت سرگرمی نیز کاربرد داشته باشد. به عنوان مثال، می‌تواند تجربه‌های بازی همه‌جانبه‌ای ایجاد کند که به بازیکنان اجازه می‌دهد محیط‌های مجازی را به‌صورت سه‌بعدی کاوش کنند. همچنین می‌توان از آن در صنعت فیلم برای ایجاد جلوه‌های ویژه واقعی‌تر استفاده کرد.

به رغم پتانسیل آن، این فناوری هنوز برای استفاده تجاری آماده نیست. پژوهشگران تخمین می‌زنند که 10 تا 20 سال طول می‌کشد تا سازندگان خودرو و سازمان‌های مجری قانون بتوانند آن را استفاده کنند. در این میان، آنها قصد دارند تحقیقات خود را برای بهبود سرعت و دقت الگوریتم و بررسی کاربردهای بالقوه آن در آینده مانند خودروهای خودران ادامه دهند.

موری - بروس می‌گوید: در مدت کمی بیش از یک دهه از زمان ظهور این ایده، پیشرفت قابل توجهی حاصل شده است و علاقه و فعالیت‌های تحقیقاتی در این حوزه شتاب گرفته است. این افزایش فعالیت، همراه با دسترسی به دوربین‌های بهتر و حساس‌تر و قدرت محاسباتی سریع‌تر، مبنای خوش‌بینی من را در مورد اینکه چقدر این فناوری برای طیف گسترده‌ای از سناریوها کاربردی خواهد شد، تشکیل می‌دهد.

این الگوریتم در حال حاضر برای سایر محققان برای آزمایش و بازتولید در دسترس است. موری - بروس و چاکوفسکی امیدوارند که با به اشتراک گذاشتن کار خود، دیگران را تشویق کنند تا بر اساس تحقیقات آنها کار کنند و سهم قابل توجهی در این زمینه داشته باشند.

الگوریتم موری - بروس و چاکوفسکی این پتانسیل را دارد که در نگاه ما به جهان اطراف انقلابی ایجاد کند. از بهبود ایمنی خودروهای خودران تا کمک به اجرای قانون و عملیات نظامی، کاربردهای این فناوری بسیار گسترده است. اگرچه ممکن است مدتی طول بکشد تا به صورت تجاری در دسترس قرار گیرد، شکی نیست که این پیشرفت به طور قابل توجهی بر طیف گسترده‌ای از صنایع در سال‌های آینده تأثیر خواهد گذاشت.

بخش سایت‌خوان، صرفا بازتاب‌دهنده اخبار رسانه‌های رسمی کشور است.