چشم بینای فناوری
دوربینی برای تلفن‌های آینده
با این‌که امروزه، در هم آمیختن یادگیری ماشین و فناوری‌های تصویرگیری کمک زیادی به خودکارسازی بسیاری از فرایندها کرده است، اما هنوز کاربردهای زیادی وجود دارد که می‌توان برای این فناوری‌ها در نظر گرفت. طراحی دوربین‌ها و ابزارهای تصویرگیری مجهز به هوش مصنوعی، در زندگی روزمره و در لحظات حساس به کمک ما می‌آیند. می‌توان از داده‌های به‌دست آمده از دوربین‌های نظارتی و ماهواره‌ای برای آموزش دادن سامانه‌های هوشمند استفاده کرد یا با ترکیب یادگیری ماشین و سخت‌افزار، دوربین‌هایی ساخت که به کوچکی یک دانه نمک باشند. علاوه بر این، با توسعه یافتن چنین سامانه‌های هوشمندی خواهیم توانست بار بسیاری از وظایف دشوار و عذاب‌آورمان را بر دوش ماشین‌ها بگذاریم. در «دنیای دوربین»‌ این شماره، سعی می‌کنیم نگاهی به این موارد بیندازیم.

shabake-mag.jpg

دوربینی برای تلفن‌های آینده

ریزدوربین‌ها ابزارهای ایده‌آلی برای استفاده در کاربردهای پزشکی و یا در حوزه روباتیک هستند، اما ریزدوربین‌هایی که تاکنون ساخته شده‌اند تصاویر با‌کیفیتی ثبت نمی‌کنند و میدان دید محدودی دارند. حالا محققان دو دانشگاه پرینستون و واشینگتن موفق شده‌اند دوربینی بسیار کوچک بسازند که نسبت به دوربین‌های مشابه، عملکرد بهتری دارد. بنابر ادعای این محققان، دوربین جدید قادر به تهیه تصاویر تمام‌رنگی است که کیفیت آن‌ها معادل تصویری است که یک دوربین رایج با لنزی پانصدهزار برابر بزرگ‌تر می‌گیرد. این دوربین که علاوه بر طراحی ویژه سخت‌افزاری از عکاسی محاسباتی استفاده می‌کند امکان ساخت ابزارهای آندوسکوپی بسیار ظریف را فراهم خواهد کرد. آرایه‌ای شامل هزاران واحد از چنین دوربینی، هر سطحی را به دوربین تبدیل خواهد کرد چیزی که محققان از آن با اصطلاح «سطح به‌عنوان حسگر» یاد می‌کنند. می‌توان امید داشت چنین فناوری در آینده، تلفن‌های هوشمند را بی‌نیاز از نصب چند دوربین کند. در حالی‌که دوربین‌های رایج با کمک مجموعه‌ای از لنزهای خمیده شیشه‌ای یا پلاستیکی نور را متمرکز می‌کنند، سامانه نوری جدید از فناوری موسوم به فراسطح (metasurface) استفاده می‌کند که با روشی مشابه روش تولید تراشه‌های کامپیوتری قابل تولید است. فراسطح که پهنایی معادل نیم‌میلیمتر دارد با تعداد یک میلیون و ششصد هزار آنتن نوری بسیار ریز پوشیده شده است که هر یک هندسه منحصربه‌فردی دارند.  تفاوت هندسه هر یک از این آنتن‌ها سبب می‌شود تا موج نوری کلی به درستی شکل بگیرد. با کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشین، تعاملات آنتن‌ها با نور ترکیب می‌شوند تا تصاویری رنگی با بهترین کیفیت ممکن و بیشترین میدان دید حاصل شود. نوآوری مهم در این دوربین، یکپارچه‌سازی سطح نوری و الگوریتم‌های پردازش تصویر با یکدیگر است. این طراحی عملکرد دوربین در شرایط نور طبیعی را در مقایسه با دوربین‌های مشابهی که از فراسطح استفاده کرده‌اند بهبود می‌دهد. دوربین‌های مشابه قبلی با نور لیزر و در شرایط آزمایشگاهی قادر به تهیه تصاویر باکیفیت بودند. این محققان برای آزمودن پیکربندی‌های مختلف ریز‌آنتن‌های نوری از شبیه‌سازی استفاده کردند. چنین شبیه‌سازی به دلیل شمار زیاد آنتن‌ها و پیچیدگی تعامل آن‌ها با نور، به حافظه و زمان بسیار زیادی نیاز داشت. 

شکل۱: بالا- نمونه‌ای از ریزدوربین جدید. این دوربین در مقایسه با دوربین‌های مشابه،‌ کیفیت تصویری و میدان دید وسیع‌تری عرضه می‌کند و امکان تولید انبوه آن با قیمت مناسب وجود دارد. 

پایین-  سمت چپ نمونه‌ای از تصویر دوربین‌های مشابه قبلی را نشان می‌دهد. در سمت راست، خروجی دوربین جدید را می‌بینید که از فناوری موسوم به نانواُپتیک عصبی استفاده می‌کند. 

ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را می‌توانید از کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور و نیز از دکه‌های روزنامه‌فروشی تهیه نمائید.

ثبت اشتراک نسخه کاغذی ماهنامه شبکه     
ثبت اشتراک نسخه آنلاین

 

کتاب الکترونیک +Network راهنمای شبکه‌ها

  • برای دانلود تنها کتاب کامل ترجمه فارسی +Network  اینجا  کلیک کنید.

کتاب الکترونیک دوره مقدماتی آموزش پایتون

  • اگر قصد یادگیری برنامه‌نویسی را دارید ولی هیچ پیش‌زمینه‌ای ندارید اینجا کلیک کنید.

ایسوس

نظر شما چیست؟