سیناپرس/ به دلیل شرایط نوری ناسازگار و ذرات موجود در آب که نور را پراکنده می کنند و باعث ایجاد کجی و نادرستی می شوند، گرفتن تصاویر سه بعدی در زیر آب مشکل است. محققان یک سیستم نمونه اولیه ایجاد کرده اند که از فناوری کوانتومی و LiDAR برای غلبه بر این مشکلات استفاده می کند.

 سیستم‌ های تشخیص و محدوده نور (LiDAR) با اندازه‌ گیری مدت زمان انعکاس نور لیزر پالسی از اجسام و بازگشت به گیرنده سیستم، تصاویر ایجاد می ‌کنند. سیستم‌ های تشخیص و محدوده نور اغلب برای به دست آوردن تصاویر سه بعدی با وضوح بالا برای امنیت و دفاع استفاده می شود.

اکنون، محققان دانشگاه هریوت وات و دانشگاه ادینبورگ در بریتانیا، نمونه اولیه سیستم‌ تشخیص و محدوده نور را برای گرفتن تصاویر سه بعدی از اشیاء زیر آب طراحی کرده اند. این سیستم از یک لیزر سبز پالسی برای روشن کردن جسم استفاده می کند قبل از اینکه هزاران آشکارساز تک فوتونی (کوانتومی) نور لیزر منعکس شده را دریافت کنند.

با توجه به تعداد بالای آشکارسازهای مورد استفاده، صدها تصویر در هر ثانیه تولید می ‌شوند که پردازش سریع داده‌های مورد نیاز برای ایجاد تصاویر سه ‌بعدی بلادرنگ را دشوار می ‌کند. برای غلبه بر این مشکل، محققان الگوریتم هایی را توسعه دادند که به طور خاص برای پردازش تصاویر در شرایط نور پراکنده طراحی شده بوده و آنها را روی سخت افزار واحد پردازش گرافیکی (GPU) اعمال کردند.

محققان نمونه اولیه خود را با فرو بردن آن در مخزن پر از آب کدر آزمایش کردند. پژوهشگران توانستند ویدیوهای سه بعدی بلادرنگ را در فاصله ۳ متر در سه سطح میزان کدر بودن آب از جمله فیلم هایی از اهداف متحرک، بگیرند.

به گفته محققان، نتایج این مطالعه مزایای استفاده از فناوری تشخیص کوانتومی را برای ایجاد دستگاه‌های تصویربرداری که می‌ توانند در محیط‌ های چالش‌ برانگیز سنتی مورد استفاده قرار گیرند، برجسته می ‌کند.

آرورا ماکارون (Aurora Maccarone) محقق اصلی این مطالعه گفت: فناوری ‌های تک فوتون به سرعت در حال توسعه هستند و ما نتایج بسیار امیدوارکننده ‌ای را در محیط‌ های زیر آب به دست آوردیم. همچنین الگوریتم‌های رویکرد و پردازش تصویر می ‌توانند در طیف وسیع‌تری از سناریوها برای بهبود دید در فضای آزاد مانند مه، دود یا سایر موارد تاریک مورد استفاده قرار گیرند.

 محققان پیش‌بینی می‌ کنند: این دستگاه فناوری برای بازرسی زیرساخت‌های زیر آب مانند کابل‌های مخابراتی یا بررسی مکان‌های باستان‌ شناسی زیر آب مورد استفاده قرار گیرد. به گفته محققان، گام بعدی این است که اندازه دستگاه را کاهش دهند تا بتوان آن را در یک وسیله نقلیه زیر آب ادغام کرد.

شرح کامل این مطالعه در مجله تخصصی Optics Express منتشر شده است.