דרך לא צפויה לשילוב לייזר בשדה הקרב

This post is also available in: English (אנגלית)

צבא ארה"ב מתעניין בהשגת יכולת לראות מעבר לפינה במשימות שונות. יום אחד ניתן יהיה לתרגם זאת לפיתוח מכשירים שיכולים להציץ לחדר, לאתר אנשים בפנים ולזהות אם הם חמושים, לדוגמא. סוכנות החלל האמריקאית נאס"א מתעניינת בשיטות כאלה כדי לצלם מערות, אולי אפילו מהחלל. הטכניקה עשויה לאפשר לצוותי חילוץ והצלה להציץ לבניינים שניזוקו ברעידת אדמה ולסייע למכוניות ללא נהג לנווט בצמתים מורכבים.

חוקרים מהאוניברסיטאות רייס, סטנפורד, פרינסטון ו-Southern Methodist במימון סוכנות מחקרי הביטחון האמריקאית דארפ"א יצרו מערכת חדשה מבוססת-לייזר, שמסוגלת לצלם מעבר לפינות בזמן אמת. 

הטכנולוגיה החדשה משיגה תוצאות טובות יותר מבחינת רזולוציה ומהירות סריקה בהשוואה לטכניקות קודמות.

השיטה הראשונה לראייה מעבר לפינות, שפותחה ב-2012, בחנה את הזמן שלוקח לאור הלייזר להגיע למשטח מחזיר אור, ומשם לעצם כלשהו וחזרה. מדידת זמן כזו דורשת שעות של זמן סריקה כדי לייצר רזולוציה הנמדדת בסנטימטרים. שיטות אחרות חדשות יותר מבוססות על האור המוחזר בתמונה כדי להסיק את הפרטים החסרים.

במקום אלה, השיטה החדשה מתמקדת בכתם קטן, צורת יחוס זוהרת שביישומי לייזר רבים מהווה באג אבל כאן היא יתרון מפני שהיא כוללת שפע של מידע מרחבי. כדי לקבל את התמונה החבויה בכתם, תהליך שמכונה קורלוגרפיה שלא בקו הראייה, נדרש חישוב מסובך. החוקרים השתמשו בשיטות למידה עמוקה כדי להאיץ את הניתוח, כך מדווח spectrum.ieee.org.

“השגת התמונה לוקחת רבע שניה ומתקבלת רזולוציה ברמת התת-מילימטר", טוען כריס מצלר, החוקר הראשי. הבעיה היא שהמערכת יכולה להשיג תוצאות אלה רק על ידי הצרה משמעותית של שדה הראייה.

"הכתם מקודד מידע, וככל שהאזור גדול יותר הרזולוציה יורדת", מסביר אשוק ויראראגהבן, מרצה עמית להנדסת חשמל ומדעי המחשב באוניברסיטת רייס. "זה לא אידיאלי לצילום חדר, אבל מתאים מוד לצילום תג זיהוי".

כך ששתי השיטות למעשה משלימות זו את זו: השיטה של זמן המעבר של הלייזר מספקת את החדר והאדם העומד בתוכו, ואילו ניתוח הכתם מספק את המידע על התג שהוא עונד. שילוב שתי השיטות ידרוש שתי מערכות נפרדות שמפעילות שני לייזרים באורכי גל שונים כדי למנוע הפרעות.

הממצאים של המחקר הופיעו בכתב העת Optica.