Paris’teki Enstitü Langevin ve Viyana’daki Tu Wien’den bilim adamları, gizli nesneleri tespit etmek için yeni bir teknik geliştirdiler, örneğin gömülü hazine veya denizaltıkarmaşık kullanarak akustik onları belirsiz malzemeden farklılaştırmak için fizik.
Araştırmacılar, akustik algılama tekniğinin, gizlenmiş veya gizli nesnelerin uzaktan algılanan diğer özelliklerine uygulanabileceğine inanıyor gibi sıcaklık Ve basınçve ayrıca ışık dalga boylarını algılayan sensörlere de uyarlanabilir tıbbi görüntülemede kullanılanlar gibi ses yerine.
Ses dalgaları kullanarak gizlenmiş nesneleri tespit etmek için birkaç akustik tabanlı teknoloji sonar Ve ultrasonzaten var, hepsi su, kum veya insan dokusu gibi bir ortamdan geçerken sesin dağılmasından muzdariptir. Çoklu denir saçılmabu fenomen, hedeflenen nesneden sıçrayan ses dalgalarının, ortaya çıkan akustik gürültüden neredeyse ayırt edilemez olana kadar sensör ve nesne arasındaki malzemeyi nasıl tekrar tekrar yansıtıldığını açıklar.
“Nesne yerine, tek gördüğünüz dağınık bir sis-bu, denizaltılardaki sonardan tıptaki görüntüleme tekniklerine kadar temel bir görüntüleme teknikleri problemidir,” diye açıkladı çalışma ortak yazarı Lukas Rachbauer ifade ekibin araştırmasını duyurmak.
Tu Wein liderliğindeki ekip, gizli nesneleri çevredeki malzemeden ayırıp farklayıp fark edemeyeceklerini merak ediyor ve akustik sinyalleri önceden biliniyorsa bunları yüksek derecede doğrulukla buluyorlardı. İlk olarak, araştırmacılar mermerlerin büyüklüğü hakkında birkaç metal küre seçtiler. Daha sonra, küreler ses dalgaları ile bombalandı ve dönüş sinyali, akustik sensöre ulaşmadan önce bu sinyalin dağılmasının benzersiz yolunun bir “parmak izi matrisi” oluşturmak için ölçüldü.
Metal kürelerin bu akustik parmak izini kaydettikten sonra, küçük cam boncuklardan yapılmış bir “kum” yatağına gömüldüler. Ekip bir kez daha küre-kum karışımını ses dalgalarıyla bombaladı. Küreler, akustik sinyal saçılma özellikleri ile kötü şöhretli olan kum tarafından görülmesinden gizlendiğinden, araştırma ekibi genellikle esasen değersiz bir dönüş sinyali olarak kabul edilecek olanı topladı.
Tu Wien açıkladığı Teorik Fizik Enstitüsü’nden Prof. Stefan Rotter, “Ultrasonik dalgalar bu kuma gönderildiğinde, kum tarafından dağılmıştır, ancak bazı sesler şimdiye kadar gömülü nesne tarafından dağılmıştır. “Nesneyi göremiyoruz, ancak ölçüm cihazının mikrofonlarına çarpan geri saçılmış ultrasonik dalga, kumda aradığımız nesneyle temas ettiği hakkında hala bilgi taşıyor.”
Akustik imza tarafından toplanan verileri bir dizi algoritma ile inceledikten sonra, ekip verileri metal kürelerin kaydedilmiş parmak izi matrisi ile karşılaştırdı. Umduğu gibi, ekip metal topların parmak izini çevredeki boncuklardan etkili bir şekilde izole edebildi ve gömüldüklerini doğruladı. Ekip ayrıca, her iki gizli nesnenin konumunu, önceki yöntemleri aşan yüksek düzeyde doğrulukla etkili bir şekilde yaklaştırabildi.
Profesör Rotter, “Ölçülen yansıtılan dalga ve değiştirilmemiş parmak izi matrisi arasındaki korelasyonlardan, nesnenin gömülse bile, nesnenin nerede bulunması muhtemel olduğunu çıkarmak mümkündür” dedi.
Potansiyel uygulamaları tartışırken, ekip çoklu saçılmanın tıbbi görüntülemeyi önemli ölçüde sınırlayabileceğini ve beyin maddesi veya kas lifleri gibi yumuşak dokuda yaralanmaları veya patolojiyi izole etmeyi ve teşhis etmeyi alışılmadık derecede zorlaştırabileceğini belirtti. Bununla birlikte, araştırmacılar, bir radyolog veya başka bir uzman, sağlıklı doku ve patolojinin akustik parmak izini önceden biliyorsa, bunun sağlıklı çevreleyen doku tarafından gizlenen gizli nesneleri veya hasarı ortaya çıkararak tanısal doğruluğu önemli ölçüde artırabileceğini belirtiyor.
Ekip, “Bu, örneğin, dalgaların son derece saçılma kafatasına nüfuz etmesi gereken insan beyninin ölçümünde özellikle heyecan verici olurdu” diye açıkladı.
Araştırmacılar ayrıca, sonar dalgaları kullanarak uzun menzilden algılamaya çalışmadan önce bir denizaltının akustik sinyalini bilmenin nesne tanımlama ve konumdaki doğruluğu artırabileceğini belirtti. Aynı yaklaşım, hazine avcılarının istenen nesnelerin akustik parmak izi matrisini kirden veya diğer istenmeyen malzemelerden ayırmak için “ilişkilendirmesine” yardımcı olabilir.
Çalışmanın sonucunda ekip, sinyal parmak izinin hafif algılama platformlarında ve ses tabanlı algılama sistemlerinde kullanım için uyarlanabileceğini belirtti. Örneğin, bulutlardaki gizli nesneleri tespit etmek için mücadele eden radar sinyalleri, yüksek düzeyde bir doğrulukla tanımlamak ve bulmak için hedeflenen bir nesnenin parmak izini kullanabilir. Ayrıca, tekniği basınç ve sıcaklık gibi saçılmadan muzdarip diğer uzak tespit edilebilir sinyallere uyarlamayı önerdiler.
Profesör, “Parmak izi matrisi kavramı çok genel olarak uygulanabilir – sadece ultrason için değil, aynı zamanda ışıkla tespit için de geçerlidir” dedi. “Bilimin tüm alanlarında bir yansıma matrisinin ölçülebileceği önemli yeni olasılıklar açıyor.”
Çalışma “Parmak izi matrisleri kullanılarak karmaşık ortamlarda hedeflerin tespiti ve karakterizasyonu” Doğa fiziği.
Christopher Plain, Debrief’te bir bilim kurgu ve fantezi romancı ve baş bilimi yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kur X– Kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan ona e -posta gönderin [email protected].
