Süpermen gibi duvarların arkasını görebilme yeteneğine sahip olduğunuzu hayal edin. Çoğu insan gerçek bir x-ray görüşüne sahip olmayı ancak hayal edebilirken, bilim insanları akıllı telefonlara Süpermen benzeri güçler veren bir görüntüleme çipi geliştirerek bu hayali gerçeğe dönüştürme yolunda önemli bir adım attılar.
Dallas’taki Texas Üniversitesi ve Seul Ulusal Üniversitesi’nden araştırmacılar, milimetre dalga görüntüleme teknolojisindeki 15 yılı aşkın araştırma ve atılımların ardından, mobil cihazların güvenli, yüksek frekanslı radyo dalgaları ileterek gizli nesneleri görmesini sağlayan kompakt bir çip yarattılar. Bu devrim niteliğindeki yenilik, çizgi roman karakterinin ikonik yeteneğinden esinlenmiştir ve bir dizi heyecan verici yeni uygulamaya olanak sağlayabilir.
Süpermen’den Esinlenen Görüntüleme Çipi Nasıl Çalışıyor?
Bu x-ray görüş kabiliyetinin merkezinde, üç sensör pikselinden oluşan bir dizi içeren küçük bir çip bulunmaktadır. Bu pikseller elektromanyetik spektrumun 300-400 GHz aralığında milimetre dalga sinyalleri yayar ve alır. Milimetrik dalgalar, mikrodalgalar ve kızılötesi frekanslar arasında insan gözüyle görülemeyen ancak duvarlar gibi birçok katı malzemeden geçebilen bir alanda yer alır.
Radar ve sonarın çalışmasına benzer şekilde, çip tarafından yayılan milimetre dalgaları bir engelden geçer ve diğer taraftaki bir nesneye çarptığında geri yansır. Sensör pikselleri bu yansımaları algılar ve verileri görüntülenebilir bir görüntüye dönüştürür. Araştırmacılar, mobil uygulamalar için henüz geliştirmenin ilk aşamalarında olmasına rağmen, testlerde kartonun sadece 1 cm arkasındaki bir nesneyi net bir şekilde tanımlayabildiler.
Buradaki en önemli zorluk, yüksek çözünürlüğü korurken akıllı telefonların içine sığacak kadar küçük ve verimli bir çip yaratmaktı. Gereksiz bileşenleri kaldırarak ve diğerlerini optimize ederek ekip, uzun menzilli endüstriyel prototiplerini akıllı telefonlarla uyumlu bir boyuta başarıyla küçülttü. Sadece 0,5 mm’lik piksellerle elde edilen görüntüler, duvarların arkasındaki kabloları tanımlamak veya paket içeriğini kontrol etmek için gereken netliğe sahip; gerçekten heyecan verici bir olasılık!
Önce Güvenlik – Milimetre Dalgaları Zararlı Radyasyondan Nasıl Farklılaşır?
Doğal olarak, elektromanyetik spektrumla etkileşime giren herhangi bir teknoloji etrafında bazı güvenlik endişeleri ortaya çıkmaktadır. Ancak araştırmacılar sağlık riski oluşturmayan bir dalga boyu seçmeye büyük özen göstermişlerdir. Milimetre dalgaları, yiyecekleri ısıtmak için yaygın olarak kullanılan mikrodalgalar ile hissedemediğimiz ancak her gün gördüğümüz kızılötesi ışık arasında yer alıyor.
200-400 GHz arasındaki frekanslarda, bu çip tarafından yayılan milimetre dalgaları insan derisinin dış katmanlarının ötesine geçemez. İyonlaştırıcı değildir ve daha yüksek frekanslı x-ışınlarının yapabildiği şekilde DNA’ya veya dokulara zarar veremezler. Bu güvenlik güvencesi, araştırmacıların yeniliklerini Süpermen’in potansiyel olarak tehlikeli x-ışını görüşünden ziyade havaalanı güvenlik tarayıcılarına daha çok benzetmelerini sağlıyor. Çipin yakın mesafe özelliği sayesinde mahremiyete de öncelik verilmiştir.
Duvarların Arasını Görmenin Ötesinde – Potansiyel Uygulamalar
Paketlerin içini gözetlemek ve gizli yapıların yerini tespit etmek bu yeni akıllı telefon algılama teknolojisinin en ilgi çekici potansiyel kullanım alanlarından bazıları olsa da, araştırmacılar kamu güvenliği, altyapı denetimi ve sağlık hizmetleri gibi önemli alanlarda çeşitli uygulamalara sahip olmasını öngörüyor. Bazı olasılıklar şunlardır:
– Yoğun sis veya duman gibi sınırlı görünürlüğe sahip tehlikeli koşullarda gezinmek için milimetre dalga görüntüleme kullanan otonom araçlar
– İlk müdahale ekipleri sıkışan kurbanları bulmak için enkazı veya çöken binaları tarıyor
– İnşaat ve kamu hizmeti çalışanlarının sondajdan önce duvarların arkasındaki kabloları, boruları veya destekleri tespit etmesi
– İnvaziv olmayan teşhis veya yaralanma değerlendirmesi potansiyeli ile dokuların tıbbi görüntülenmesi
Sonraki sürümlerde çözünürlük ve menzil geliştikçe, bu tür gelişmiş kullanımlar giderek daha uygulanabilir hale gelecektir. Mevcut bir inçlik algılama mesafesi, tüketici uygulamaları için gizlilik endişelerini yeterince giderirken, büyümek için yer bırakıyor. Zaman içinde, bu teknolojiyi temel alan sistemler dünyayı görme ve dünyayla etkileşim kurma şeklimizde gerçekten devrim yaratabilir.
Görüntüleme Çipinin Yeteneklerini Geliştirmek için İnovasyona Devam
Elbette araştırmacılar, yarattıkları ürünün halen devam etmekte olan bir çalışma olduğunu kabul ediyorlar. Seul Ulusal Üniversitesi’nden ortak yazar Dr. Wooyeol Choi’ye göre, “Bu görüntüleme gösterimini mümkün kılmak için dijital sinyal işleme teknikleriyle birlikte piksel performansını 100 milyon kat artıran 15 yıllık bir araştırma gerekti.”
İleriye dönük çabalar, algılama mesafesi, piksel boyutu ve güç verimliliği gibi temel çip özelliklerini geliştirmeye odaklanacak. Bir sonraki yineleme, daha da ince ayrıntıları çözerken nesneleri beş inç kadar uzaktan görüntülemeyi hedefliyor. Dr. Choi, “Terahertz görüntüleyici ile ilgili en önemli şey pikselleri küçük ve düşük güçte yapmaktır” diyor. “Bu kadar küçük bir alana bir verici, alıcı ve anten entegre etmeniz gerekiyor.”
Texas Instruments ve Samsung Global Research Outreach Program gibi kuruluşlardan gelen ek fonlar bu teknolojinin yeteneklerinin genişletilmesini destekleyecektir. Hem endüstri hem de akademi dünyasının desteğiyle, akıllı telefon x-ray görüşü görünmeyeni görme şeklimizi beklenenden çok daha kısa sürede dönüştürmeye başlayabilir. Çipin tıbbi ve yapısal denetim uygulamalarının geliştirilmesinde de heyecan verici bir potansiyel yatıyor.
Süpermen Benzeri Görüntüleme çipi Hakkında Sık Sorulan Sorular
Görüntüleme çipi nasıl çalışıyor?
Çip 300GHz aralığında milimetre dalgaları olarak bilinen yüksek frekanslı radyo dalgaları yayar. Bu dalgalar ahşap, alçıpan, giysi vb. gibi iletken olmayan malzemelerden geçebilir. Dalgalar herhangi bir nesneden seker ve çip üzerindeki sensörlere geri yansır. Bu sensörler yansıyan sinyalleri algılar ve yerleşik bir işlemci bunu ekranda görüntülenebilir bir görüntüye dönüştürür. Radara benzer şekilde çalışır ve insanlar için güvenli olan iyonlaştırıcı olmayan radyasyon kullanır.
Şu anda teknolojinin sınırlamaları nelerdir?
Mevcut prototip, gizlilik ve teknik sınırlamalar nedeniyle yalnızca çipin 1 inç yakınına yerleştirilen nesneleri görüntüleyebiliyor. Çözünürlük de 0,5 mm’lik piksel boyutuyla oldukça düşük. Gelecek versiyonlar menzili 5 inçe çıkarabilir ve çözünürlüğü iyileştirebilir. Ayrıca metal gibi tüm malzemelerin içini göremiyor.
Bu ne zaman ticari olarak kullanılabilir olacak?
Araştırmacılar hala teknolojiyi gerçek dünya uygulamaları için optimize ediyorlar. Minyatürleştirme, güç tüketimi ve maliyet azaltma konularındaki zorlukların aşılması halinde bu teknolojinin ticari akıllı telefonlarda kullanılmaya başlanması 2-3 yıl alabilir. Bazı endüstriyel ve güvenlik kullanımları daha erken gelebilir.
Radyasyon güvenli mi? Gizlilik endişeleri ne olacak?
Evet, kullanılan milimetre dalgalar iyonlaştırıcı değildir ve uluslararası standartlara göre sağlık açısından bir tehlike olarak görülmemektedir. Bununla birlikte, 1 inçlik sınırlı aralık, gizliliği ihlal edebilecek gizli taramadan kaçınmak için kasıtlıdır. Gelişmeler, menzil ve çözünürlük arttıkça gizliliğin korunmasına odaklanacaktır. Belirli uygulamalar için ek güvenlik önlemleri gerekebilir.
Bu teknolojinin potansiyel uygulamaları nelerdir?
Olası kullanım alanları arasında güvenlik taraması, endüstriyel denetim, tıbbi görüntüleme, otonom araçlar, kurtarma operasyonları ve daha fazlası yer alıyor. Araştırmacılar paket ve zarf taraması, duvarların arkasındaki telleri ve boruları tespit etmek için inşaat taraması ve akciğer taramaları gibi tıbbi kullanım alanlarındaki uygulamaları araştırıyor. Duman, sis veya malzemeler nedeniyle görüşün sınırlı olduğu yerlerde potansiyele sahiptir.
