کارهای دشواری که با لیزر ممکن می‌شود

پریسا عباسی - لیدار یکی از فنآوری‌های سنجش فاصله از راه دور است که در آن از نور لیزر برای اندازه گیری فاصله اجسام استفاده می‌شود. این صنعت از سال ۱۹۶۰ که برای اولین‌بار در هواپیماها استفاده شد، راه طولانی را پیموده است. در حال حاضر می‌توانیم استفاده از لیدار را بر روی پهپادها، ربات‌ها، ماشین‌های خودران و ... مشاهده کنیم. شرکت لایکا جئوسیستم از سال ۲۰۱۶ به فکر راه‌هایی برای استفاده از این فنآوری در طیف وسیعی از صنایع است. از پزشکی قانونی گرفته تا طراحی ساختمان و صنعت فیلم سازی.( لایکا جئوسیستم در سال ۲۰۰۵ توسط شرکت صنعتی سوئدی Hexagon خریداری شد و از «لایکا میکروسیستم» و «لایکا کمرا» جدا است.)

لایکا جئوسیستم برای انجام این کار، فنآوری اسکن سه بعدی لیدار را به اندازه یک قوطی نوشابه فشرده و کوچک درست کرد. خطی از محصولات تولید شده با نام BLK به طور خاص برای «ثبت واقعیت» طراحی شده‌اند و بر روی مجموعه‌ای از پروژه‌های در حال انجام بکار گرفته شده‌اند؛ پروژه‌هایی نظیر نقشه‌برداری از سیستم باستانی آب‌راه‌هایی که در زیر شهر ناپل قرار دارند و به طور طبیعی برای خنک کردن شهر استفاده می‌شدند؛ و یا اکتشافات مقبره‌های مصری و همچنین بازسازی مدل خطوط مرموز معابر زیرزمینی در اسکاتلند که مجله Wired UK به تازگی خبر آن را منتشر کرده است.

شاهکار این تحقیقات BLK360 است. این ابزار دوربینی است که می‌تواند ۳۶۰ درجه روی یک پایه بچرخد تا از محیط اطراف خود تصویربرداری کند. این دستگاه بجای عکس گرفتن، همه چیز را با لیز اندازه‌گیری می‌کند. این دستگاه را می‌توان طوری تنظیم کرد که در یک محیط جابجا شده و اسکن‌های متعددی بگیرد و در پایان با سر هم کردن مجموعه این اسکن‌ها، یک مدل سه بعدی از محیطی که در آن بوده را درست کند. اندی فونتانا، متخصص ثبت واقعیت در لایکا جئوسیستم می‌گوید:«در دستگاه BLK360 از همان حسگرهای لیدار بکار رفته در ماشین‌های خودران استفاده می‌شود. اما این دستگاه بر خلاف حسگرهای ماشین‌های خودران( که میدان دید محدودی دارند) ، میدان دید وسیعی دارد. بنابراین می‌تواند در هر جهتی حرکت کند.»

لایکا جئوسیستم یک اسکنر آسمان(که قادر به پرواز است)، یک اسکنر برای ربات‌ها و یک اسکنر که قابل حمل است و در حال حرکت کار می‌کند را ارائه داده است. تیم طراحی، تحت نظارت دانشکده رود آیلند که در حال مطالعه بر روی آب‌راه‌های شهر ناپل هستند، از دستگاه‌های BLK360 و همچنین دستگاه‌هایی که قابلیت حرکت دارند استفاده می‌کنند و قصد دارند تا جایی که ممکن است شهر را اسکن ‌کنند. کشف طرح‌های خاص مجراهای آبی استفاده شده در شهرهای باستانی، به عنوان خنک کننده طبیعی، می‌تواند بینشی را برای ما فراهم کند با بتوانیم با این روش شهرهای مدرن در سرتاسر جهان را از گرما نجات دهیم.

زمانی که تمام اسکن‌ها از دستگاه‌خارج می‌شوند، یک ابر نقطه‌ای سه بعدی(point cloud) یا خوشه‌ای از اطلاعات نقطه‌ای در فضا ایجاد می‌شود. از این قالب اغلب در صنعت مهندسی استفاده می‌شود؛ همچنین می‌توانیم برای تجسم تصاویری مانند پروژه زیرزمینی اسکاتلند از آن استفاده کنیم. فونتانا در این باره می‌گوید:«می‌توانید ببینید که این تصاویر، پیکسل پیکسل شده اند. این در واقع یک ابر نقطه‌ای است و تمام این پیکسل‌ها واحدهای اندازه‌گیری کوچک و مستقل هستند. در واقع شما می‌توانید این را به یک سطح سه بعدی تبدیل کرده و برای کاربردهای مختلف از آن استفاده کنید.»

لیدار در علم باستان‌شناسی به ابزاری محبوب تبدیل شده است، زیرا می‌تواند با کمتر از یک دقیقه اسکن، ابعاد دقیق‌تری از یک فضا را نسبت به تصاویر ایجاد کند و همچنین می‌توان آن را با تلفن هوشمند از راه دور فعال کرد. اما لایکا جئوسیستم مجموعه‌ای از اپلیکیشن‌های مفید برای پیاده‌سازی این نوع داده‌های سه بعدی را پیدا کرده است.

یکی دیگر از صنایع علاقمند به این فنآوری، صنعت فیلم سازی است. این سناریو را تصور کنید: یک فیلم اکشن گران قیمت در حال ساخت در یک استودیو بزرگ است. برای ساختن یک صحنه خاص نیاز به سازه‌ها و دکورهای خاص است. پس از پایان فیلم‌برداری تمام این دکورها برداشته می‌شوند تا استودیو برای فیلم دیگری آماده شود. حال اگر عوامل سازنده در حین تدوین فیلم متوجه شوند که کار به خوبی ضبط نشده است، تمام ساختار و دکور باید بازسازی شوند و هنرپیشه‌ها به کار بازگردند. این می‌تواند یک پروسه بسیار هزینه‌بر باشد.

اما گزینه دیگری که اکنون گروه فیلم ساز خواهند داشت اسکن هر صحنه‌ای است که می‌سازند. در این صورت اگر آنها در حین ساخت، چیزی را از قلم بیاندازند و یا نیاز داشته باشند تا در لحظه آخر صحنه‌ای را اضافه کنند، می‌توانند با استفاده از اسکن سه بعدی یک صحنه را به طور مجازی و در کامپیوتر ویرایش کنند. فونتانا می‌گوید:«آنها می‌توانند با استفاده از داده‌های سه بعدی و با استفاده از روش CGI ، به سادگی همه چیز را بازسازی کنند.»

علاوه بر صنعت فیلم سازی، بخش بزرگ دیگری از تجارت لایکا جئوسیستم ، مربوط به پزشکی قانونی است. در حال حاضر آنها به جای اینکه از یک صحنه جرم فقط عکس بگیرند، صحنه را اسکن می‌کنند، و این کار به چند دلیل مختلف انجام می‌شود. فونتانا می‌گوید:« بیایید یک صحنه تصادف رانندگی را در نظر بگیریم. اگر آنها از این صحنه چندین اسکن تهیه کنند، در این صورت شما در عرض دو دقیقه اسکن کاملی از صحنه را بصورت سه بعدی خواهید داشت، و می‌توانید برای اینکه ترافیک ایجاد نشود، ماشین‌ها را به سرعت از سر راه بردارید. از این تصاویر سه بعدی می‌توان در دادگاه نیز استفاده کرد. حتی در این اسکن‌ها می‌توان خط ترمز را دید و با در نظر گرفتن وزن ماشین نسبت به لغزش خط ترمز، سرعت ماشین را محاسبه کرد.»

او می‌گوید: «در موقعیت‌هایی نظیر قتل یا تیراندازی، با استفاده از داده‌های سه بعدی می‌توان مخروط‌هایی را ایجاد کرد که بر اساس محل اصابت گلوله به دیوار اطلاعات دقیقی از محل شلیک گلوله می‌دهد.»

همچنان که لیدار در زمینه‌های مختلف و واقعی آزمایش می‌شود و کاربرد آن گسترش می‌یابد، تنوع رو به رشد موارد استفاده از آن، نوآوران را ترغیب به استفاده‌های جدیدتر از این فنآوری قدیمی می‌کند.

منبع: Popular Science

۵۸۵۸