Köşelerin Ardını Görmek

Mümkün mü?

Çalışmayı Yürütenler: Aristide Dogariu, Mahed Batarseh, Sergey Sukhov, Zhean Chen, Heath Gemar, Roxana Rezvani

Dergi: Nature Communications

Yazar: Patrick Tucker, Defense One, 20 Eylül 2018

Çeviren: Ercan Caner, Sun Savunma Net, 10 Ekim 2018

U.S. AIR FORCE PHOTO BY STAFF SGT. JIMMIE D. PIKE

Kendinizi bir an; her köşenin ardında düşman unsurlarının saklandığı, Bin Laden’e veya tehlikelerle dolu bir düşman karargâhına baskın düzenleyen timin bir üyesi olarak hayal edin. Köşelerin ardında pusuda bekleyen düşman unsurlarını görebilmek mümkün olabilir mi? Gelecekte bu problemin de bir çözümü olabilir.

Central Florida Üniversitesinden araştırmacılar, Birleşik Devletler ordusunun sağladığı fon desteğiyle, kaynaktan yayılan ışık dalgalarının, insanlar gibi objeler ve sonra da duvarlardan nasıl yansıdıklarını hesaplayarak, köşelerin arkasını gösteren bir yöntem geliştirmeyi başardılar. Objelerden yayılan ışık, insan gözü tarafından görülmese dahi geliştirilen sistem işe yaramaktadır.

Nature Communications dergisinde bu hafta yayınlanan makalelerinde araştırmacılar; görüş hattında olmayan bir obje hakkındaki bilgilerin, aynalar kullanılmadan ve doğal ışık kaynağına erişilmeden elde edilebileceğini göstermişlerdir.

Florida Üniversitesinden araştırmacı Aristide Dogariu yaptığı açıklamada; insan veya başka nesneler gibi doğal ve ortamda bulunan ışığı yansıtabilen, mekânsal olarak yetersiz bir kaynağın, şekli ve büyüklüğünü belirlemeyi başardıklarını ifade etmektedir.

Köşelerin ardını görmek maksadıyla geçmişte ses titreşimleri ve gölgeler kullanılarak yürütülen çabaların aksine bu yeni teknik, direkt olarak ışık dalga etkilerini kullanmakta ve çok daha az ışık şartlarında dahi sonuç vermektedir.

Işık dalgaları, duvar gibi bir objeyle karşılaştıklarında dağılır ve daha az bağdaşık hale gelirler. Fakat ışık dalgalarının taşıdıkları bilgilerin tamamı ortadan kaybolmaz.

Bir cismin duvar üzerine düşen gölgesi onun ne olduğunu ortaya çıkarabilir. İllüstrasyon: Quanta Magazine

Eğer bir cismi görüyorsanız, gözleriniz bir görüntü oluşturabilmek için yeterli bilgi topluyor demektir; cisim ile aranızda bir duvar varsa, ışık dalgası size ulaşamayacaktır. Fakat ışık dalgasının size ulaşamaması, onun tamamen ortadan kaybolduğu anlamına gelmemektedir.

Dogariu ve arkadaşlarının çalışmaları esnasında keşfettikleri yenilik; ışık dalgası ve cisim hakkındaki bilgilerin toplanmasının, tıpkı kırık ayna parçalarından yansıyan bilgilerin bir araya getirilmesi gibi mümkün olabildiğidir. İhtiyaç duyulan tek şey referans noktalarıdır. İşlem, tıpkı birden fazla radarın bir hava aracının yerini tam olarak tespit etmesi veya iki ayrı kişinin birisi hakkında verdiği bilgilerin o kişinin görünümünün daha kolay resmedilmesini sağlaması gibidir.

Dogariu ve arkadaşları tarafından geliştirilen yöntem, cismin istatiksel büyüklük, şekil ve mesafesini bir araya getirmek için, daha az bağdaşık ışık dalgaları hakkında, birçok noktada bilgi toplamak için dalga yüzü kesme interferometresini kullanmaktadır.

Dogariu ve arkadaşları tarafından yürütülen çalışmaya fon desteği, Birleşik Devletler DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency – Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı) tarafından sağlanmaktadır.

Çevirenin Notları: Yazı aslına sadık kalınarak çevrilmiştir, orijinal metne aşağıdaki link üzerinden erişebilirsiniz.

Dogariu ve arkadaşları tarafından geliştirilen yeni yöntemin askeri maksatlar, gözlem, arama ve kurtarma ile tıp alanlarında kullanılması öngörülmektedir.

Bir köşenin ardında bulunan bir şeyi görmeye çalıştığınızı hayal edin. Bu, aynalar kullanılarak kolaylıkla yapılabilir, fakat görmeye çalıştığınız objeden yayılan ışığın detektöre, kırık bir ayna gibi hareket eden, yayıcı bir duvardan sektikten sonra ulaştığını düşünün. Bu ışık tamamen dağılmış gibi görünüyor olsa da bazı başlangıç özellikleri tamamen ortadan kaybolmamaktadır.

Dogariu ve arkadaşları yürüttükleri çalışmada; dağılmış durumdaki ışıkta çok güç algılanabilen benzerlikleri ölçmeyi, kırık ayna etkilerini geri almayı ve köşenin öbür tarafındaki objenin ne olduğu hakkında bir fikir edinebilmeyi başarmışlardır.

Jonathan Klein, Christoph Peters, Jaime Martín, Martin Laurenzis ve Matthias B. Hullin tarafından yapılan bir çalışmada; görüş hattı dışındaki objelerin kamera ve lazer kullanılarak 2D görüntüsünün oluşturulması tekniği. İllüstrasyon:  SCIENTIFIC REPORTS

Dogariu’ ya göre; ışığın duvar gibi bir yayılma ortamından sekmesi sonrasında, temel özelliklerinin tamamen ortadan kaybolmaması gerçeği birçok farklı şekilde kullanılabilir, fakat burada sorulması gereken soru, kırk aynaya benzeyen bu yüzeyden hâlâ ne kadar bilgi alınabileceğidir.

Sayısal bir fotoğraf çekildiğinde, ışığın obje üzerindeki uzaysal dağılımı, kamera düzlemi üzerine nokta nokta ve piksel piksel haritalandırılmaktadır. Bununla birlikte, objeden kameraya doğru yayılması esnasında ışığın özellikleri, ışığın yansımakta olduğu yere göre değişmektedir. Işık bir aynadan yansıdığında net bir görüntü oluşturulabilir. Fakat ışık, kırık bir aynadan yansıdığında, yönü değişir ve sadece görüntünün bozulmuş versiyonu görülebilir.

Dogariu ve arkadaşları; ışığın uzaysal bütünlüğü olarak adlandırılan, iki nokta arasındaki benzerlik ölçüsünün, yayıcı bir duvardan yansıdığında nasıl aktarıldığını tanımlayan bir yöntem bulmuştur. Işığın nasıl dönüştüğünü anlayarak, araştırmacılar ışığın nereden geldiğini belirleyebilmiştir. Dogariu yaptıkları keşfi; geçmişte gözden kaçırılan, ışığın bir yayılma özelliği olarak nitelendirmektedir. Yayıcı duvarın etkilerini geri almayı başaran Dogariu ve arkadaşları hedef objeyi aydınlatan ışığı kontrol altına alma gereksinimini ortadan kaldırmışlardır.

Tek foton kamera ile görüntü oluşturma yöntemi. Foto: D. Shin, Nature Communications.

Bu yöntem, köşelerin ardındaki cisimlerin pasif olarak tespit edilmesinin gösterildiği ilk pratik uygulamadır. Bu teknikle görüntü tam olarak elde edilemese de görev odaklı bir gözlem için gereken yeterli bilgi toplanabilmektedir.

Daha geniş kapsamlı bir DARPA projesi olan Aktif Işık Alanlarını Kullanarak Görünürlüğün Devrimsel Nitelikte Geliştirilmesi (Revolutionary Enhancement of Visibility by Exploiting Active Light-Fields) projesi altında bu çalışmayı başlatan, Florida Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği bölümünden Profesör George Atia; son simülasyon sonuçlarına dayanarak, uzaysal bütünlük ile ilave parlaklık bilgisini birleştiren data füzyon yöntemiyle, görüş hattı dışındaki objelerin pasif görüntülemesinin yapılabileceğini ifade etmektedir.

Günümüze kadar köşelerin ardındaki objelerin tespit edilmesi, sadece o cisme doğru bir ışık darbesi yayımlama ve yayıcı duvar ve cisim arasında seken ve son olarak da kameraya gelen ışık darbesinin geri geliş süresini kullanarak cismin pozisyonunu belirleme yöntemi ile yapılabilmiştir. Bu tür yöntemlerin en büyük problemi; örtülü ve gizli operasyonlarda dost unsurların maksat ve niyetini açığa çıkarmasıdır. Yeni algılama yöntemi ise tamamen pasiftir ve ışığın yanı sıra kızıl ötesi ve mikro dalga ışınımları da duvarların arkasındaki objelerin tespit edilmesinde kullanılabilir.

DARPA-Funded Work May Help Troops See Around Corners

Technology Editor Read bio Technology Editor Read bio By setting up multiple sensors, researchers have learned to “see” what’s out of sight. Think back a moment to the Bin Laden raid and the dangerous business of invading an enemy headquarters, with adversaries lurking around every corner.