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यह कैमरा चारों ओर देख सकते हैं

सेल्फ-ड्राइविंग कारों और यहां तक ​​कि लेन असिस्ट या अन्य सप्लीमेंट्स का उपयोग करने वाली कारें, कंप्यूटर विजन और LIDAR को पढ़ने और उनके बारे में जानने के लिए बहुत कुछ निर्भर करती हैं। वे पहले से ही मनुष्यों की तुलना में बेहतर हैं, लेकिन एक और कदम है, जल्द ही आ रहा है, जो उन्हें अभी भी बहुत अधिक सुरक्षित बना सकता है: क्या होगा यदि वे कार कोनों के आसपास देख सकते हैं?

"यह कहते हुए कि आपकी कार न केवल देख सकती है कि उसके सामने क्या है, बल्कि यह भी देख सकते हैं कि एक कोने के पीछे क्या है, और इसलिए किसी भी मानव-चालित कार की तुलना में आंतरिक रूप से सुरक्षित है, अत्यंत महत्वपूर्ण हो सकता है, " डेनियल फेसिअसो, एक प्रोफेसर कहते हैं स्कॉटलैंड के एडिनबर्ग में हेरियट-वॉट यूनिवर्सिटी में भौतिकी।

विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय से अलग, लेकिन पूरक अनुसंधान, एमआईटी और हेरियट-वॉट इस समस्या से निपट रहे हैं और बड़ी प्रगति कर रहे हैं। यह काफी हद तक सुपरफास्ट, सुपरसेंसेटिव कैमरों पर केंद्रित है जो बिखरे हुए लेज़र लाइट के रिबाउंड को पढ़ते हैं, और उस तरह की छवि को बनाते हैं जैसे कि LIDAR, रडार और सोनार काम करते हैं।

यह तकनीक स्वायत्त वाहनों से कहीं आगे के अनुप्रयोगों में उपयोगी है। यह भी प्राथमिक प्रेरणा नहीं थी जब न्यू मैक्सिको विश्वविद्यालय में एंड्रियास वेल्टेन ने फेमटोसेकंड (एक सेकंड का एक क्वाड्रिल्थ) पराबैंगनीकिरण का अध्ययन शुरू किया, और फिर एमआईटी में इमेजिंग में उनके आवेदन। अब विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय के एक प्रोफेसर और सहायक वैज्ञानिक वेल्टेन और उनकी लैब ने एक कैमरा विकसित और पेटेंट किया है जो एक कोने में स्थित किसी वस्तु की 3 डी छवि को फिर से बना सकता है।

अनुसंधान काफी हद तक सुपरफास्ट, सुपरसेंसेटिव कैमरों पर केंद्रित है जो बिखरे हुए लेजर प्रकाश के विद्रोह को पढ़ते हैं, और एक छवि में फिर से संगठित करते हैं। इन कैमरों का उपयोग दूरस्थ अन्वेषण के लिए किया जा सकता है, विशेष रूप से खतरनाक क्षेत्रों में- उदाहरण के लिए, एक घर में आग लगने के दौरान एक इमारत के अंदर रहने वालों को देखने के लिए। (शोध के लिए मॉर्गिज इंस्टीट्यूट के सौजन्य से) प्रवेश करने से पहले एक इमारत के इंटीरियर का मूल्यांकन करने में सक्षम होने के स्पष्ट लाभ हैं। (शोध के लिए मॉर्गिज इंस्टीट्यूट के सौजन्य से) वेल्टेन की लैब एक गैर इनवेसिव मेडिकल डायग्नोस्टिक टूल के रूप में त्वचा के माध्यम से देखने के लिए तकनीक को लागू करने पर काम कर रही है। (शोध के लिए मॉर्गिज इंस्टीट्यूट के सौजन्य से) एक कैमरा जो चारों ओर देख सकता है, उसमें औद्योगिक अनुप्रयोग भी हैं। (शोध के लिए मॉर्गिज इंस्टीट्यूट के सौजन्य से)

ऑब्जेक्ट का अर्थ बनाने के लिए, इसे बिल्कुल देखने के लिए, एक कैमरा की आवश्यकता होती है जो प्रकाश के पारित होने को ट्रैक कर सकता है। एक लेज़र, जो कैमरे पर या उसके पास स्थित होता है, प्रकाश के कम फटने को भगाता है। हर बार उन पैकेटों में कुछ टकराता है - कहते हैं, कोने के दूसरी तरफ एक दीवार-जो फोटोन हर दिशा में प्रकाश बिखेरते हैं। यदि उनमें से पर्याप्त पर्याप्त अलग-अलग दिशाओं में उछलता है, तो कुछ इसे कैमरे में वापस कर देंगे, कम से कम तीन बार उछलेंगे।

“यह उस डेटा के समान है जो LIDAR इकट्ठा करेगा, सिवाय इसके कि LIDAR पहली सतह से आने वाली उछाल को cue करेगा और 3 डी इमेज बनाएगा। वेल्टन कहते हैं कि हम उच्च क्रम की उछाल की परवाह करते हैं जो उसके बाद आती है। “प्रत्येक उछाल, फोटॉन अलग हो गए। प्रत्येक फोटॉन दृश्य के बारे में एक अनोखी जानकारी देता है। "

क्योंकि प्रकाश कई बार विभिन्न सतहों से टकराता है, कैमरे को अंतर बताने के लिए सुसज्जित होना चाहिए। यह ऐसा सटीक समय रिकॉर्ड करके करता है जिस पर फोटॉन एक रिसेप्टर को हिट करता है और फोटॉन ले जा सकने वाले रास्तों की गणना करता है। कई फोटॉनों के लिए यह करें, और लेजर के विभिन्न कोणों की एक संख्या है, और आपको एक तस्वीर मिलती है।

तकनीक को एक सिलिकॉन चिप पर निर्मित एकल-फोटोन हिमस्खलन डायोड नामक एक सेंसर की भी आवश्यकता होती है। SPAD, जैसा कि इसे कहा जाता है, प्रति ट्रिलियन फ्रेम पर प्रकाश की छोटी मात्रा (एकल फोटॉन) को पंजीकृत कर सकता है - जो कि प्रकाश चाल को देखने के लिए पर्याप्त तेज़ है।

वेल्टन कहते हैं, "वे फोटॉन के लिए गीगर काउंटर की तरह काम करते हैं।" “जब भी कोई फोटॉन डिटेक्टर पर पिक्सेल मारता है, तो यह एक आवेग को बाहर भेज देगा और यह कंप्यूटर द्वारा पंजीकृत है। उन्हें काफी तेज़ होना होगा ताकि वे प्रत्येक फोटॉन को व्यक्तिगत रूप से गिन सकें। ”

कुछ इसी तकनीक का इस्तेमाल करते हुए फेसियो की लैब कुछ अलग तरीका अपना रही है। जहां वेल्टेन का नवीनतम लगभग 10 सेंटीमीटर (और पिछली पीढ़ियों से अधिक आकार और लागत में कमी) के एक संकल्प पर एक 3 डी छवि दिखाने में सक्षम है, फेशियो ने ट्रैकिंग गति पर ध्यान केंद्रित किया है। वह भी एक SPAD सेंसर का उपयोग करता है, लेकिन लेजर स्थिर रखता है और कम डेटा रिकॉर्ड करता है, इसलिए वह इसे तेजी से कर सकता है। उसे गति मिलती है, लेकिन आकार के बारे में ज्यादा नहीं बता सकता।

“आदर्श बात यह होगी कि दोनों को एक साथ जोड़ा जाएगा, जो शानदार होगा। मुझे यकीन नहीं है कि अभी कैसे करना है, ”फैसीको कहते हैं। दोनों को कम शक्ति, आंखों के सुरक्षित लेज़रों का उपयोग करने पर भी काम करना होगा। “असली उद्देश्य है, क्या आप 50 मीटर की दूरी पर वास्तविक लोगों को देख सकते हैं। तभी बात उपयोगी होने लगती है। ”

अन्य संभावित उपयोगों में दूरदराज के अन्वेषण शामिल हैं, विशेष रूप से खतरनाक क्षेत्रों में- उदाहरण के लिए, एक घर की आग के दौरान एक इमारत के अंदर रहने वालों को देखने के लिए। फ़ेसीको कहते हैं, सैन्य हित भी है; प्रवेश करने से पहले एक इमारत के इंटीरियर का मूल्यांकन करने में सक्षम होने के स्पष्ट लाभ हैं। वेल्टेन की प्रयोगशाला कोहरे के माध्यम से देखने के लिए तकनीक को लागू करने पर काम कर रही है (जो कि फोटॉन के रूप में अच्छी तरह से स्कैटर करता है), या त्वचा के माध्यम से (जो भी खुरचता है) एक गैर-आक्रामक चिकित्सा निदान उपकरण के रूप में। वह चंद्रमा पर इमेजिंग गुफाओं के बारे में भी नासा के साथ बात कर रहा है।

नासा के जेट प्रोपल्शन लैब के संयोजन में, वेल्टन लैब एक उपग्रह विकसित करने के लिए एक प्रस्ताव विकसित कर रहा है, जिसमें डिवाइस का उच्च-शक्ति वाला संस्करण है, जो चंद्रमा के चारों ओर कक्षा में है। चूंकि यह कुछ क्रेटरों को पार करता है, इसलिए यह बताने में सक्षम होगा कि क्या वे बाद में, चंद्रमा के आंतरिक भाग में विस्तारित होते हैं; वेल्टेन कहते हैं, ऐसी गुफाएं, एक दिन, चंद्र ठिकानों के लिए अच्छा आश्रय प्रदान कर सकती हैं।

यह कैमरा चारों ओर देख सकते हैं